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Herstellung von Papier aus Altpapier

BfR Verbraucherschutzforum

Samuel Schabel

Technische Universität Darmstadt

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Das Altpapierrecycling

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Sortierung von Altpapier

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3D-Ansicht Stora Enso Deinkinganlage Werk Sachsen

Pulping

Pre-Screening

Pre- and Post-

Flotation

Source: Picture by Andritz

Fine-Screening

Cleaning

1st Dewatering

Dispersion +

Bleaching

Water

Cleaning

2nd Dewatering

+ Bleaching

SludgeDewatering

Reject

Handling

ChemicalSystem

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Stora Enso Werk Sachsen Prozess

Schema einer Papierfabrik

Quelle: StoraEnso, Eilenburg

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Stoffaufbereitung für OCC

Source: Picture by Andritz

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Trennprozess nach Größe: Sortierung

Source: Picture by Andritz

Quelle: Voith Paper

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Trennprozess für hydrophobe Partikel: Flotation

Quelle: Voith Paper

T

0

0 R 1

Verlust

Tre

nn

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ekt

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Aufbau White Lined Chipboard (WLC)

4-Layer

5-Layer

Underlayer Top Line C, (100% ONP/OMG)

Middle Layer Line B, (100% MWP/OCC)

Back Layer Line C, (100% ONP/OMG)

Underlayer Top Line B, (100% MWP/OCC)

Top Layer Line A, (70% LBKP/ 30% NBKP)

Underlayer Top Line C, (100% ONP/OMG)

Middle Layer Line B, SF (100% MWP/OCC)

Back Layer Line B, LF (100% MWP/OCC)

Top Layer Line A, (70% LBKP/ 30%NBKP)

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PM Loop

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Spritzwasser

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KF

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Schlamm-behandlung

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LFLoop Stoffaufbereitung

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Rekect-behandlung

Faserrückgew.

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Mah

lung

Stoffaubereitungssystem mit Doppelfraktionierung

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Fließschema einer Kartonfabrik

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� Components of natural raw materials

� Chemical additives for paper production

� Substances for paper processing

(printing inks, adhesives, lacquers, plastic foil etc.)

� Erroneous disposal during recovered paper collection

Possible sources of undesired ingredients in recovered paper

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� Path of heavy metals in recovered paper processing

AiF-project, 1991

� Undesired substances in papers made from primary and

secondary fibres

INFOR-project, 1992

� Investigations on the possible formation of aromatic amines during

reductive bleaching of recovered paper

INGEDE-project, 1997 (in cooperation with ISEGA, D-Aschaffenburg)

� Minimisation of undesired substances with simultaneous quality

improvement of recycled pulp by application of flotation technology in

the production of packaging paper and board

AiF-project, 1998

Research on undesired substances at PMV, TU Darmstadt (I)

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� Composition and quality of recovered paper depending on

regional and seasonal collection

AiF-project, 2000

� Balancing of undesired organic substances

AiF-project, 2001

� Use of secondary raw materials for the production of food

packaging material – Minimisation of contaminants in paper

BMBF-project, 2002

(in cooperation with Fraunhofer Institut Verfahrenstechnik und Verpackung IVV)

� Accumulation of undesired constituents in the recovered paper-

new paper-circuit

INFOR-project, 2005

Research on undesired substances at PMV, TU Darmstadt (II)

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EEffffeecctt oonn

PPrroocceessss--lleevveell DDIIPPNN--ccoonncceennttrraattiioonn PPCCPP--ccoonncceennttrraattiioonn

ppuurriiffiiccaattiioonn,, ssoorrttiinngg rreedduuccttiioonn bbyy 22 %% -- 55 %% rreedduuccttiioonn bbyy 22 %% -- 55 %%

ffrraaccttiioonniinngg

aaccccuummuullaattiioonn iinn sshhoorrtt ffiibbrree--ffrraaccttiioonn bbyy 2255 %%

rreedduuccttiioonn iinn lloonngg ffiibbrree--ffrraaccttiioonn bbyy 2255 %%

nnoo eeffffeecctt

ddiissppeerrssiioonn nnoo eeffffeecctt nnoo eeffffeecctt

rreeffiinniinngg nnoo eeffffeecctt nnoo eeffffeecctt

FFlloottaattiioonn--ddeeiinnkkiinngg rreedduuccttiioonn bbyy 6655 %%

rreedduuccttiioonn bbyy 2255 %% -- 3300 %%

PPrroocceessss wwaatteerr ttrreeaattmmeenntt wwiitthh ddiissssoollvveedd aaiirr fflloottaattiioonn ((DDAAFF))

DDIIPPNN--ccoonncceennttrraattiioonn iinn cclleeaarr wwaatteerr:: << 00,,0022 mmgg//ll

PPCCPP--ccoonncceennttrraattiioonn iinn cclleeaarr wwaatteerr:: << 00,,000055 mmgg//ll

Effect on different process-levels on the concentration of DIPN and PCP in the recovered paper

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PPrroocceessss MMaatttteerr

EEffffeecctt oonn

DDIIPPNN--ccoonncceennttrraattiioonn PPhhtthhaallaattee

ccoonncceennttrraattiioonn

FFlloottaattiioonn

((ssiinnggllee ssttaaggee))

GGrreeyy bbooaarrdd rreedduuccttiioonn bbyy 4411 %% rreedduuccttiioonn bbyy 6600 %%

FFoollddiinngg bbooxx bbooaarrdd rreedduuccttiioonn bbyy 5588 %% rreedduuccttiioonn bbyy 6633 %%

NNeewwsspprriinntt ppaappeerr rreedduuccttiioonn bbyy 5566 %% rreedduuccttiioonn bbyy 3399 %%

SSCC ppaappeerr rreedduuccttiioonn bbyy 8899 %% rreedduuccttiioonn bbyy 4455 %%

MMiixxeedd ssaammppllee NNoo rreedduuccttiioonn rreedduuccttiioonn bbyy 3344 %%

Investigations in the PMV laboratory by means of the IfP flotation cell

Use of secondary raw materials for food packagingsResults BMBF-project (IVV Freising + PMV), 2002

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Use of secondary raw materials for food packagingsResults BMBF-project (IVV Freising + PMV), 2002

Investigations in the PMV laboratory by means of the IfP flotation cell and a Degussa-Labor-Washing cell

PPrroocceessss MMaatttteerr

EEffffeecctt oonn

DDIIPPNN--

ccoonncceennttrraattiioonn PPhhtthhaallaattee

ccoonncceennttrraattiioonn PPCCPP--

ccoonncceennttrraattiioonn

DDeeiinnkkiinngg iinn

ccoommbbiinnaattiioonn

FFlloottaattiioonn

((ssiinnggllee ssttaaggee))

aanndd

ssuubbsseeqquueenntt

WWaasshhiinngg

NNeewwsspprriinntt ppaappeerr

rreedduuccttiioonn bbyy 9933 %% rreedduuccttiioonn bbyy 7711 %% ____________

SSCC ppaappeerr rreedduuccttiioonn bbyy 8800 %% rreedduuccttiioonn bbyy 8800 %% rreedduuccttiioonn bbyy 4411 %%

CCoorrrruuggaatteedd bbooaarrdd rreedduuccttiioonn bbyy 7755 %% rreedduuccttiioonn bbyy 7766 %% rreedduuccttiioonn bbyy 2277 %%

FFoollddiinngg bbooxx bbooaarrdd rreedduuccttiioonn bbyy 7766 %% rreedduuccttiioonn bbyy 5588 %% ____________

TTiissssuuee rreedduuccttiioonn bbyy 8877 %% rreedduuccttiioonn bbyy 7722 %% rreedduuccttiioonn bbyy 9933 %%

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0

200

400

600

800

1000

1200

1400

Unfractionated R30 R50 R100 R200

SV

OC

Co

nte

nt /

µg

/gs

olid

Fraction of the Haindl-McNett-Classifier

Mixed papers and boards Supermarket corrugated paper and board ONP OMG

� Highest SVOC concentration in the unclassed suspension

� SVOC concentration in R200-fraction 2 to 3 times higher than in R30, R50 and R100 fraction, but clearly lower than in the unclassed suspension => the D200 fraction must have the highest SVOC concentration

Mögliche Lösungsansätze:SVOC-Gehalt nach Partikelgröße

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Zusammenfassung

� Papierrecycling ist ein wichtiges Element für einen nachhaltigen Umgang mit der Ressource.

� Mit den bekannten Technologien sind Entfrachtungsraten für flüchtige organische Substanzen bis etwa 80 % möglich. Darunter sind die am besten geeigneten Verfahren Flotation und Wäsche, jeweils verbunden mit entsprechendem Stoffaustrag und Ausbeuteverlusten von bis über 40 %.

� Prozesse für die Herstellung von Verpackungspapier bzw. Karton verfügen üblicherweise nicht über solche Trennprozesse.

� Für die Entwicklung von „besseren“ Entfrachtungsprozessen und geeigneten Verwertungswegen sind F&E-Aktivitäten erforderlich.

� Wünschenswert (notwendig) ist die Vermeidung des Eintrags von Stoffen, die das Papierrecycling stören bzw. behindern.

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Danke!

Samuel SchabelTechnische Universität DarmstadtFachgebiet Papierfabrikation und Mechanische VerfahrenstechnikAlexanderstr. 8D-64283 Darmstadt, Germany+49 6151 [email protected]