€¦ · X Ozon und Membranfiltration ... Übersetzung Corina Schmidt Briant McEwen IMPRESSUM...

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03/09

Perspektive der Bioraffinerie für die Papier- XindustrieOzon und Membranfiltration X – wer hat heute die Nase vorn?Hohe Papierfestigkeit ohne Faserstoffmahlung XKooperation mit PAMA: Auslegung eines Glätt- Xwerkes

Erhöhung des Füllstoffanteils in Kopierpapie- Xren und SC-PapierenSystemCheck Energy X ®: Papierfabrik Klingele senkt EnergiekostenSchnellanalytik von Papierinhaltsstoffen XDynamische Differenzkalorimetrie erweitert die XFaser- und Papieranalytik

M a g a z i n f ü r d i e P a P i e r i n d u s t r i e

2 PTS NewS 03/2009 Inhalt

Forschung

PTS auf dem AiF Innovationstag 2009 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3

Forum „Modellierung und Prognose von Eigenschaften Faser basierter Produkte“ . . . . . .3

EU-Projekt SUNPAP angelaufen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

Metallische Sinterpapiere – ein flexibles Halbzeug für die Pulvermetallurgie . . . . . . . . . 4

Perspektive der Bioraffinerie für die Papierindustrie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

10 Jahre weitergehende Abwasserreinigung mit Ozon und Membranfiltration – wer hat heute die Nase vorn? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7

Monitoring der Qualität und Zusammensetzung von Altpapier mit NIR-Messtechnik . . .10

Hohe Papierfestigkeit ohne Faserstoffmahlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

Spezialpapiere in neuem Licht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13

Kundenprojekte

Auslegung eines Glättwerkes auf Basis von Voruntersuchungen im Technikumsmaßstab . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14

Erhöhung des Füllstoffanteils in Kopierpapieren und SC-Papieren durch Einsatz chemisch aktivierter Füllstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

Papierfabrik Klingele senkt Energiekosten mit Hilfe des SystemCheck Energy® . . . . . . 22

Erfolgreiche Installation des PTS-Softsensors „Virtuelle Fraktionierung“ bei Norske Skog . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

Förderung des Technologietransfers in sächsische kmU . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .25

Messtechnik

Schnellanalytik von Papierinhaltsstoffen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

Weiterentwicklung: Neue DOMAS-Version 3 .0 im Dezember verfügbar . . . . . . . . . . . . . .27

Dynamische Differenzkalorimetrie erweitert die Faser- und Papieranalytik . . . . . . . . . . 28

PTS-Know-how unterstützt Reklamationsmanagement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

Praxisbericht: Formationsmessung mit einer Kamera von Procemex . . . . . . . . . . . . . . . 30

Weiterbildung

14 . PTS-CTP Deinking-Symposium in Leipzig . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .31

International Scientific Symposium on Applied Interface Chemistry . . . . . . . . . . . . . . . .31

Herausgeber Papiertechnische Stiftung (PTS)

Heßstr . 134, 80797 München

Redaktion/Layout Erwin Polmann

Mail: erwin .polmann@ptspaper .de

Übersetzung Corina Schmidt

Briant McEwen

IMPRESSUM

Titelbild: PAMA Papiermaschinen GmbH

3PTS NewS 03/2009 Forschung

Mehr als 1.000 Besucher informierten sich am 1. Juli 2009 auf dem Freigelände der AiF-Geschäftsstelle (Arbeitsge-meinschaft industrieller Forschungsvereinigungen) in Ber-lin über innovative Ideen des Mittelstands.

Bereits zum 16. Mal präsentierten über 200 Unternehmen und Forschungseinrichtungen aus ganz Deutschland in die-sem Rahmen neue Produkte, Verfahren und Dienstleistun-gen, die mit finanzieller Unterstützung durch die Techno-logieförderung des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie (BMWi) entwickelt werden konnten.Die PTS stellte erste Ergebnisse ihres Forschungsprojektes „Neuartiger Produktschutz durch Antigen-Antikörper Re-aktionen auf Papier“ vor. Deutschlandweit entsteht durch Produktfälschungen den Herstellern von Markenartikeln nach den Zahlen des Bundesfinanzministerium jährlich ein wirtschaftlicher Schaden von 142 Mrd. € (weltweit ca. 600 Mrd. $, Internationale Handelskammer ICC). Schätzungen gehen davon aus, dass durch Ideenklau und Kopieren von Markenartikeln allein in Deutschland bis zu 70.000 Arbeits-plätze potenziell gefährdet sind. Vor diesem Hintergrund besteht eine große Nachfrage nach wirksamen Methoden zum Produktschutz.In ihrem Forschungsprojekt arbeitet die PTS an einem neu-artigen Produktschutz auf dem Grundprinzip von Immuno-assays: Antigen und Antiköper bilden einen Komplex nach dem „Induced-fit“ Konzept, der eine Farbreaktion nach sich zieht. Dabei wird das Antigen mit Hilfe der Sol-Gel Technik auf das Papier aufgebracht. Es wird in den Poren der Sol-Gel Matrix gehalten ohne kovalent gebunden zu sein und ist somit für Reaktionen und Wechselwirkungen zugänglich.

Zielsetzung des Projektes Entwicklung einer Druckfarbe, die als Sicherheitsmerk-•mal vor der Fälschung von Produkten schützt. Einsatz von Sol-Gel-Materialien, in denen Biomoleküle •immobilisiert sind.Einsatz von Biomolekülen, die nach einem „Induced-fit“ •Konzept (induzierte Passform) mit spezifisch reagieren-den Antikörpern in einem Färbe-Schnelltest identifiziert werden können.

VorteileDer Nachweis kann schnell und einfach mittels Schnell-•testsystemen erfolgen und ist dabei hochspezifisch. Proteinanalysen zum „Knacken“ des Codes der Biomole-•küle sind extrem komplex und sehr teuer. Durch die transparente Schicht ist ein Auftrag auf schon •vorhandene Systeme möglich

Die Besucher zeigten ein großes Interesse an dem Thema Produktschutz. So wurde unter anderem die Möglichkeit diskutiert die Technik auch auf andere Bereiche wie z.B. die Automobilindustrie (Ersatzteile) zu übertragen. Dies er-möglicht Folgeprojekte auf weiteren Substratklassen.

PTS AUF DEM AiF INNOVATIONSTAG 2009

Sabine Hottmann 0049 3529 551 663 [email protected]

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gen werden im Forum gemeinsam diskutiert. Die Diskussi-on von Stand der Technik und Forschungsbedarf im Forum soll zudem konkrete Projekte generieren.Über eine rege Beteiligung von Kolleginnen und Kollegen, die sich in den Bereichen Papier, Karton, Holz und (Verbund-)Faserstoffen mit Modellierung und Simulation befassen, würden wir uns sehr freuen. Das Forum soll insbesondere Vertretern von Forschungseinrichtungen den Erfahrungsaus-tausch ermöglichen.

Am 23. November 2009, dem Vortag des PTS Faserstoff Symposiums, treffen sich Vertreter führender Forschungs-einrichtungen und der Industrie zum 3. Forschungsforum “Modellierung und Prognose von Eigenschaften Faser ba-sierter Produkte“ in der PTS in Heidenau.

Die ersten Treffen dienten der inhaltlichen Standortbestim-mung, wobei in intensiven Diskussionen zum Forschungs-bedarf und zur Ausrichtung des Forums zwei Themenkom-plexe herausgearbeitet wurden:

Oberflächeneigenschaften von Papier und •Beherrschung des Skalenübergangs vom Mikrometerbe-•reich zum Endprodukt.

Die fachliche Vertiefung wird nun in zwei Arbeitsgruppen erfolgen. Zur Fokussierung der Arbeiten werden ausgewählte Eigenschaften der Mikro-, Meso- und Makroebene betrach-tet. Ergebnisse der Gruppen und etwaige Überschneidun-

FORUM „MODELLIERUNG UND PROGNOSE VON EIGENSCHAFTEN FASER BASIERTER PRODUKTE“

Sven Altmann 0049 3529 551 634 [email protected]

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4 PTS NewS 03/2009 Forschung

Tiemo Arndt 0049 3529 551 643 [email protected]

Dr. Josef Eckl 0049 89 12146 274 [email protected]

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EU-PROJEKT SUNPAP ANGELAUFEN

Das europäische Projekt SUNPAP (Scaling Up Nanoparticles in Modern Paper Making) soll zeigen, dass die Fertigung hochwertiger, funk-tioneller Papier- und Kartonprodukte im Pilot-maßstab auch bei flexiblen, energieeffizienten und umweltfreundlichen Prozessen möglich ist.

Nanozellulose wird weltweit er-forscht, v.a. im Labor. SUNPAP hebt die Forschung auf höhere Stufen vom Pilotmaßstab bis zum Endprodukt. Das Budget dieses Projektes beträgt 9,8 Mio. Euro. Es soll herkömmliche Prozesse in den Bereichen Papierher-stellung und Oberflächenbehandlung reformieren und zielt auf neue Pro-duktmöglichkeiten unter Verwendung funktioneller Fasermaterialien anstelle synthetischer, mine-ralölhaltiger Stoffe. Vorteile sind Unabhängigkeit vom Öl-preis, leichtere Produkte und für die Zukunft die Schaffung neuer Funktionen und Verwendungszwecke. Für die Ober-flächenbehandlung werden Techniken eingesetzt, welche die materialeffiziente Ausbringung dünner Schichten auf eine Papierfläche erlauben.Das Projekt soll die Konkurrenzfähigkeit der Forstindustrie steigern und neue Produkte und Märkte erschließen. Von den Ergebnissen profitieren Papierhersteller, Verpackungs-industrie und Verbraucher von Faserprodukten.SUNPAP ist unter Beteiligung von 22 Partnern diesen Som-mer angelaufen und endet im Juni 2012. Die EU trägt fast 70 % der Kosten. Der größte Teil des Projekts findet in fin-nischen, deutschen und französischen Forschungseinrich-

tungen zur Erneuerung der Forstindustrie statt (KCL/VTT, PTS und CTP). In Finnland ist KCL als Projektkoordinator be-teiligt, ferner die Technische Hochschule, die Technische Universität Tampere, Pöyry, Työter-veyslaitos und Biosafe. Weitere Forschungspart-

ner stammen aus Italien, Schweden, Portugal, Österreich und England.

Detaillierte Informationen stehen auf der Homepage: http://sunpap.vtt.fi.

METALLISCHE SINTERPAPIERE – EIN FLExIBLES HALBZEUG FüR DIE PULVERMETALLURGIE

Werkstoffübergreifende Entwicklungen erfordern interdis-ziplinäre Partnerschaften. Getreu diesem Motto startet die PTS eine Entwicklungspartnerschaft mit dem Fraunhofer Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Material-forschung (IFAM).

Ziel dieser Zusammenarbeit sind Papier abgeleitete Sinter-metallstrukturen. Basis dieser Technologie sollen Spezial-papiere sein, die mit sinterfähigen, metallischen Partikeln derart angereichert werden, dass diese thermisch in einen rein metallischen Werkstoff überführt werden können. Das Papier soll hierfür bereits beim Herstellungsprozess mit Me-tallpartikeln als Füllstoff beaufschlagt werden. Das Resul-tat ist ein metallisches Sinterpapier als Halbzeug, das pa-piertechnologisch geformt und dadurch in papiertypische

Leichtbaustrukturen überführt werden kann. Die thermische Umsetzung der Papierstruktur wird in zwei Schritten durchgeführt. Zunächst erfolgt die Entfernung des Zellstoffes in einem sogenannten Entbinderungsbrand. Aufgrund des hohen Füllstoffanteils weist das resultierende Zwischenprodukt trotz der jetzt fehlenden Zellstofffasern eine ausreichend hohe Festigkeit auf, um im Anschluss über den eigentlichen Sinterungsbrand bei Temperaturen bis etwa 1400 °C verfestigt werden zu können. Durch die Sinterung ergibt sich ein mikroporöser metallischer Werk-stoff in der zuvor dargestellten Papierstruktur. Die Zellstoff-fasern haben hier die Funktion eines Porenbildners.Vorversuche im Labor haben gezeigt, dass Papiere bis zu 90 Gew.-% mit metallischen Füllstoffen angereichert werden können (Abb. 1).


In der mittels Rasterelektronenmikroskopie erstellten Quer-schnittsaufnahme erkennt man deutlich, wie stark die Mi-krostruktur durch den metallischen Füllstoff geprägt ist. Die räumliche Nähe der einzelnen Metallpartikel ist ausrei-chend hoch, so dass sie miteinander versintert werden kön-nen. Als Füllstoffe wurden bereits Edelstahl, Molybdän und Kupfer im Partikelgrößenbereich von 5 – 20 µm getestet. Derartig gefüllte Papiere sind erfolgreich thermisch in me-tallische Werkstoffe überführt worden. Je nach Füllstoffgrö-ße und Füllstoffanteil sowie Sinterregime lässt sich der Grad der Porosität des resultierenden metallischen Werkstoffes in einem weiten Bereich steuern. Porositäten zwischen 20 – 70 Vol.-% bei mittleren Porengrößen zwischen 5 und 200 µm konnten bisher erreicht werden (Abb. 2 uns 3).Das Interesse seitens der Sintermetallindustrie ist groß. Sin-termetallpapiere stellen ein innovatives Halbzeug für die Pulvermetallurgie dar. Insbesondere die Möglichkeit, Papier abgeleitete Leichtbaustrukturen in Metall zu erzeugen, las-sen ein erhebliches Anwendungspotenzial in der Filtration, der Katalysatorentechnik oder dem Wärmemanagement er-warten.Die geplante Entwicklung tritt in die Fußstapfen der er-folgreichen Entwicklungsarbeiten von papiertechnologisch abgeleiteten Keramiken. Die bisher vielversprechenden Er-gebnisse lassen auch hier auf eine erfolgreiche Entwicklung hoffen. Somit soll ein spannender Brückenschlag zwischen Papier und Sintermetalltechnik erreicht sowie ausgereifte und etablierte Papiertechnologie der Sintermetallurgie an die Hand geben werden.

Abb. 1: Querschnitt eines Spezialpapiers gefüllt mit über 85 Gew.-% Edelstahlpulver, Rasterelektronenmikroskopie, Rückstreumodus: Hell: Edelstahlpartikel, dunkel: Zellstofffasern

Abb. 2: Querschnittsaufnahme (REM) eines Kupfer-gefüllten Papiers nach thermischer Umsetzung (Sinterung). Porosität ca. 20 % (Quelle: IFAM)

Abb. 3: Querschnittsaufnahme (REM) eines Edelstahl-gefüllten Pa-piers nach thermischer Umsetzung (Sinterung). Porosität ca. 70 % (Quelle: IFAM)

Dr. Andreas Hofenauer 0049 89 12146 531 [email protected]

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PTS FASERSTOFF SyMPOSIUM, 24 .-25 . NOVEMBER 2009 IN DRESDENDas Symposium vermittelt einen aktuellen Überblick über das Spektrum der global verfügbaren Faserstoffe und der Entwicklungstrends. Der Fokus der Anwendung von Faserstoffen liegt dabei auf den Produktgruppen der Spezialpapiere sowie der hochwertigen grafischen und Verpackungspapiere, wobei die Faserstoffanwendungen auch Faserverbundma-terialien umfassen.

Anmeldung unter [email protected] oder auf der PTS-Homepage www.ptspaper.de


PERSPEKTIVE DER BIORAFFINERIE FüR DIE PAPIERINDUSTRIE

Im Rahmen einer INFOR-Studie zeigte die PTS Risiken und Chancen der Bioraffinerie für die Zellstoff- und Papierin-dustrie in Deutschland unter den heutigen Bedingungen auf.

Unter Bioraffinerie versteht man ein komplexes und in-tegriertes System von Prozessen und Anlagen, in denen nachwachsende Rohstoffe unter möglichst vollständiger Ausnutzung der Biomasse in verschiedene Produktgrup-pen umgewandelt und zu industriellen Endprodukten im Nicht-Lebensmittelbereich verarbeitet werden. Dazu zählen gleichwertig Materialien, Chemikalien sowie Brenn- und Kraftstoffe, nicht aber die direkte energetische Nutzung. Damit steigert die Bioraffinerie den Mehrwert bei der Nut-zung von nachwachsenden Rohstoffen und liefert einen substanziellen Beitrag zum nachhaltigen Wirtschaften.Durch die Kombination von physikalischen, biotechnologi-schen sowie chemischen Technologien zur Auftrennung und Umwandlung komplex zusammengesetzter Biomasse ist die Bioraffinerie grundsätzlich der petrochemischen Raffinerie vergleichbar. (siehe Abb. 1, Kamm et al. 2006). Das Thema Bioraffinerie hat weltweit einen hohen Stellenwert bekom-men und liegt auch im Fokus der EU-Wirtschaftspolitik.Überträgt man die Definition der Bioraffinerie auf die Papier-industrie, dann zeigt sich, dass die Papierindustrie (inklusi-ve Zellstoffindustrie) ein Paradebeispiel für die Anwendung des Bioraffineriekonzeptes und seiner Ziele ist: aus dem nachwachsenden Rohstoff Holz werden Zellstoffe, Papie-re, Nebenprodukte (Chemikalien) und Energie produziert. Bereits vor Jahrzehnten waren speziell die Sulfitzellstoff-

werke typische „Bioraffinerien“ nach heutigem Begriff, in-dem neben Zellstoff auch Ligninprodukte, Bioethanol und/oder Futterhefe u.a. Produkte erzeugt wurden. Das wirt-schaftliche Umfeld zwang jedoch zur Umstellung, weil das Sulfitzellstoffverfahren gegenüber dem Sulfatverfahren an Bedeutung einbüßte. Für die Sulfatzellstoffwerke wieder um standen die Kreislaufschließung und maximale Chemikali-enrückgewinnung in Verbindung mit Energieerzeugung im Vordergrund. Außerdem verschlechterte sich die Nachfrage für Tallöl und Terpentin.Im Rahmen einer INFOR-Studie zeigte die PTS Risiken und Chancen der Bioraffinerie für die Zellstoff- und Papierin-

Stoffströme

RückständePapierherstellung

AltpapierSammelsysteme

Verbraucher

Papierverarbeiter

Technologie (n) Produkte

Bioraffinerie

Trennen

Fraktionieren

Extrahieren

Umwandeln

High-QualityFaserstoff

Low-QualityFaserstoff

PAPIERHöherwertigeres Produkt

Faserwerkstoffe

Chemikalien

Kunststoffe

Treibstoffe

Strom, Wärme

Abb. 2: INFOR Studie „Bioraffinerie- Studie zu einer Joint Technology Initiative“ PTS 2009

KraftstoffeundEnergie

KraftstoffeundEnergie- Bioethanol- Biodiesel- Biogas

Chemie

Stoffliche Verwertung,Chemie- Basis- und Feinchemikalien- Biopolymere/Kunststoffe

Raffinerie Bioraffinerie

Erdöl Biomasse

Abb. 1: B. Kamm, M. Kamm, P. Gruber (Eds). Biorefineries: Industrial Processes and Products, Wiley-VCH, Weinheim (2006)


Ergänzung der Biologie durch eine nachgeschaltete Stufe: Die PTS führt für Kunden aus der Industrie Versuche zur Membranfiltration und Ozonbehandlung durch.

Der Einsatz von Frischwasser und vor allem die Reini-gung von Abwasser stellt für die Papierherstellung einen wesentlichen Kostenfaktor dar. Dem Wasser wird weltweit eine immer größere Bedeutung zukommen, daher sind die vorhandenen Ressourcen effizient zu nutzen. Gleichzeitig modernisieren und erweitern Papierfabriken ihre Produkti-onsanlagen, um im globalen Wettbewerb zu bestehen. Dies erhöht oft auch die Abwassermengen und Schadstofffrach-ten, die in der Abwasserreinigungsanlage (ARA) behandelt werden müssen. Wenn dadurch der Anteil des persistenten CSB im Abwasser steigt, reicht die biologische Stufe häufig nicht mehr aus, um die gegebenen Grenzwerte einzuhalten. Eine höhere organische Abwasserbelastung wird i. d. R. nicht genehmigt. Wenn gereinigtes Abwasser zurückgeführt werden soll, oder wenn bestehende Abwasserreinigungsanlagen in Papierfab-riken die höheren Abwasserbelastungen nicht mehr bewäl-tigen können, werden weitergehende Reinigungsverfahren nötig. Dafür werden nach dem heutigem Stand der Tech-nik vor allem zwei Verfahren eingesetzt: Membranfiltration oder Ozon-Technologie.

Ozon–Technologie Ein bedeutendes Verfahren zur weitergehenden Abwasser-reinigung ist die Ozonbehandlung, wobei die Reduzierung des Rest-CSB der wichtigste Effekt ist. Angestrebt ist hier

dustrie in Deutschland unter den heutigen Bedingungen auf. Für die Papier erzeugende Industrie ergeben sich An-satzpunkte vorrangig aus der Nutzungskonkurrenz um den Rohstoff Altpapier. Eine effizientere Nutzung von Fasern, die Entwicklung neuer, umweltfreundlicher und ressour-censparender Produktdesigns, eine reststofffreie Papierher-stellung und die Generierung von neuen Rohstoffen aus den Stoffströmen sind zugleich Herausforderungen wie Chancen für die Papierindustrie. Die derzeit nicht genutzten Anteile (Kleber, Binder, Rejekte, Mineralstoffe) können auf Basis von Bioraffineriekonzepten in biobasierte Produkte umge-wandelt werden.Abbildung 2 zeigt am Beispiel der Papierherstellung auf Ba-sis von Altpapier den Einsatz der Bioraffinerie-Technologien für eine Steigerung der Wertschöpfung bei der Nutzung die-ses Sekundärrohstoffes.Für die Papierherstellung werden nur die Fasern genutzt, die das höchste papiertechnische Potenzial besitzen. Der restliche Faseranteil kann als Rohstoff z. B. zur Brenn- und

Kraftstoffgewinnung dienen. Die papierfremden Bestands-teile, die während des Aufbereitungsprozesses separiert werden, können alleine oder als Bei-Stoffströme für eine alternative stoffliche Anwendung in anderen Industriesek-toren genutzt werden. Die (Weiter-)Entwicklung und breite Anwendung der Bio-raffinerie wird zukünftig der Schlüssel für eine nachhaltige Produktion von Chemikalien, Materialen und Kraftstoffen sein. Die Papierindustrie kann hierfür einen großen Beitrag leisten und zusätzliche Erträge generieren.

Adrian Manoiu 0049 3529 551 680 [email protected]

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10 JAHRE WEITERGEHENDE ABWASSERREINIGUNG MIT OZON UND MEMBRANFILTRATION – WER HAT HEUTE DIE NASE VORN?

die partielle Oxidation der organischen Restbelastung. Dazu wird nur soviel Ozon dosiert, dass die inerten Rest-CSB-Verbindungen aufgespalten und so wieder bioverfügbar gemacht werden. Dies lässt sich an einer CSB-Abnahme und einer BSB5-Zunahme messen. Zum BSB5- und weiteren CSB-Abbau wird der Ozonstufe eine biologische Schwach-laststufe nachgeschaltet. Die Reduzierung des Rest-CSB mit dieser Verfahrenskombination ist wirtschaftlicher als die vollständige Oxidation mit Ozon alleine. Der CSB läst sich hiermit um bis zu 90 % reduzieren. Mit der Verfahrenskom-bination ist durch Wahl der Ozondosis nahezu jede CSB-Elimination möglich. Die Erweiterung nach diesem Konzept wurde in der Praxis umgesetzt, derzeit sind bereits zwei großtechnische Anlagen in Betrieb. Mit ca. 100 g O3/m³ und nachgeschaltetem Biofilter lässt sich der CSB um ca. 50 % reduzieren. Eine zusätzliche Möglichkeit zum Abbau der bioverfügbar gemachten Inhaltsstoffe bietet die Rückfüh-rung des ozonbehandelten Abwassers in die bestehende biologische Stufe, wenn diese die zusätzliche hydraulische Belastung aufnehmen kann. Eine weitere wichtige Wirkung des Ozons ist die Entfär-bung. Bereits mit Ozondosen, die deutlich unter denen zur CSB-Reduzierung benötigten liegen, lässt sich die typische Braunfärbung der Papierfabrikabwässer weitgehend redu-zieren. Ozon kann ebenfalls eingesetzt werden zur Entfär-bung von gefärbten Kreislaufwässern aus der Produktion farbiger Papiere. Für diese Anwendung ist ebenfalls eine großtechnische Anlage in Betrieb. Zur Entfärbung werden hier 15 bis 50 g O3/m³ eingesetzt.Bei der Zellstoffherstellung oder wenn Nassfestmittel auf


Epichlorhydrinbasis eingesetzt werden, enthält das Ab-wasser oft eine erhöhte AOX-Konzentration. Die AOX-Re-duzierung ist ebenfalls ein Effekt der Ozonbehandlung. Mit z. B. 100 g/m³ ist je nach Ausgangskonzentration eine AOX-Elimination von bis zu 50 % möglich. Diverse Spu-renstoffe lassen sich ebenfalls durch Ozonbehandlung re-duzieren, Details zu diesem Themenbereich werden in ei-nem neuen FuE-Projekt erarbeitet, das die PTS zusammen mit der Institution for Paper Science and Technology (IfP-GmbH, Darmstadt) durchführen wird.Neben Abwasser und Kreislaufwasser kann auch Belebt-schlamm aus biologischen Reinigungsstufen zur Verbesse-rung der Absetzeigenschaften mit Ozon behandelt werden. Als Dosierorte eignen sich hier der Belebtschlamm im Ab-lauf des Belebungsbeckens und der Rücklaufschlamm. In Laborversuchen wurden die besten Ergebnisse mit 7 bis 10 bzw. 15 g O3/g TS Schlamm erzielt. Grenzwertüberschrei-tungen als Folge von Schlammentartungen und Schlammab-trieb sowie die Kosten dafür können so vermieden werden.

Kosten der OzonbehandlungDie bei der Ozonbehandlung anfallenden Kapitalkosten sind hauptsächlich abhängig von der benötigten Ozoner-zeugungskapazität und damit von der Generatorgröße. Dazu kommen Kosten für Pumpen, Rohrleitungen, Resto-zonzerstörung etc. Die zu produzierende Ozonmenge und damit die Betriebsmittelkosten (Sauerstoff und Energie) für die Ozonerzeugung richten sich nach der zu eliminierenden CSB-Fracht. Zusätzlich fallen Energiekosten für die Pumpen an. Neben der Ozonstufe zur weitergehenden Abwasser-reinigung ist eine aerobe Schwachlaststufe (z. B. Biofil-ter) nötig. Obwohl bei dieser Verfahrenskombination eine weitere Reinigungsstufe gebaut werden muss, ist sie durch die erhebliche Betriebskostenersparnis in der Ozonanlage wesentlich günstiger als die vollständige Oxidation des zu eliminierenden Rest-CSB durch Ozon alleine. Alle genannten Einsatzziele der Ozonbehandlung wurden bereits in vielen Forschungs- und Dienstleistungsprojekten mit der PTS-Laborozonanlage untersucht, so dass hierzu umfassendes Know-how und viele Erfahrungen vorliegen.

MembranfiltrationZur weitergehenden Abwasserreinigung nach erfolgter biolo-gischer Behandlung eignet sich von den verschiedenen Mem-branverfahren vor allem die „Nanofiltration“ (NF). Mit einer Porenweite von nur 1 bis 10 nm ist eine Filtration möglich, die weit über eine normale Partikelabtrennung hinaus geht. Neben Trübstoffen werden organische Moleküle, mehrwerti-ge Ionen und die Färbung stark reduziert. Je nach Membran ist so eine CSB-Reduktion von 80 -98 % möglich.Das gereinigte Permeat ist damit rein optisch von sauberem Frischwasser nicht zu unterscheiden (vgl. Abb. 2). Wenn noch dichtere Membranen eingesetzt werden, können so-gar nahezu alle Wasserinhaltsstoffe abgetrennt werden, d.h. auch einwertige Ionen wie Chlorid. Eine solche „Umkehros-mose“ wird beispielsweise zur Meerwasserentsalzung oder bei der Kesselspeisewasseraufbereitung eingesetzt. Es sind hierbei jedoch höhere Drücke und damit Energieeinträge nötig als bei der Nanofiltration. Das gereinigte Permeat aus einer NF kann als Frischwasserersatz zur weiteren Kreis-laufschließung oder zur Einhaltung der Ablaufgrenzwerte eingesetzt werden.

Kostengünstiger aber niedrigere Permeatqualität: MBR Von aktuellem Interesse in der Umwelttechnik und auch in der Papierindustrie ist eine Variation der Technologie: der MBR „Membran-Bio-Reaktor“. In Europa sind aktuell min-destens 10 großtechnische MBR-Anlagen in Papierfabriken im Einsatz. In einem Membranbioreaktor wird eine Ultra-filtration „UF“ (Porengröße 0,1 - 0,2 µm) eingesetzt, um Feststoffe und Mikroorganismen in dem Belebungsbecken der biologischen Reinigungsstufe zurückzuhalten. Da die Porenweite hierbei deutlich gröber ist, erfolgt kein Rückhalt von gelösten organischen Verbindungen, Salzen oder der Färbung. Eine Reduktion des CSB ist damit nicht möglich. Das MBR-Verfahren ist damit eine Alternative zur klassi-schen biologischen Reinigung, aber keine Technologie zur weitergehenden Reinigung.

Nanofiltration: Einsatz als TeilstromlösungVorteil der Nanofiltration oder auch der Umkehrosmose ist die äußerst gute Qualität des gereinigten Wassers. In Deutschland wird die Technologie bereits von zwei Papier-fabriken großtechnisch eingesetzt. Weltweit gibt es wenige weitere Anlagen in unserer Branche. Die gute Reinigungs-leistung der Technologie schlägt sich jedoch in den Betriebs-kosten nieder. Zudem gibt es verfahrensbedingte Risiken und Voraussetzungen, die beachtet bzw. erfüllt sein wollen. Durch die hohen Kosten eignet sich das Verfahren bisher

Abb. 1: PTS-Laborozonanlage

Abb. 2: Feed und Permeat der Nanofiltration


nur für den Einsatz in einem Teilstrom des Gesamtablau-fes und nicht wie die Ozontechnologie für den Vollstrom. Unterschied zur Ozonbehandlung ist zudem, dass die NF-Behandlung nicht in der Bandbreite geregelt werden kann wie die Ozonoxidation. D.h. Ozonanlagen können je nach Bedarf zu- oder abgeschaltet werden, was bei der Memb-ranfiltration nur bedingt möglich ist. Da die Wasserinhaltsstoffe nicht abgebaut sondern nur physikalisch abgetrennt werden, konzentrieren sich diese feedseitig auf. Daher entsteht neben dem sauberen Permeat immer ein „Konzentrat“, welches ca. 3 bis 15 % des Volu-menstromes ausmacht. An der beschriebenen Einsatzstelle enthält der Konzentratstrom demnach den refraktären CSB sowie mehrwertige Ionen wie Kalzium, Carbonat oder Sul-fat. Sofern nur kleinere Teilströme behandelt werden, ist ggf. eine Rückführung in die biologische Stufe noch problemlos möglich. Wenn jedoch größere Mengen mittels NF gereinigt werden sollen, ist eine separate Konzentratbehandlung nö-tig, die zusätzliche Kosten verursacht. Hierfür eigenen sich beispielsweise Fällungsverfahren, oxidative Verfahren oder für geringe Mengen auch eine Eindampfung.

Kosten der NF-TechnologieDie Kosten setzen sich zusammen aus dem reinen Memb-ranbetrieb (ca. 1,- bis 1,50 EUR pro m³ Permeat für Ener-gie, Chemikalien, Instandhaltung, Membranersatz, Personal ...) sowie variablen Folgekosten für Konzentratbehandlung und Vorfiltration. Die Art des Vorfilters spielt je nach Mem-branmodulart eine entscheidende Rolle für die Betriebssi-cherheit. Es gilt je feiner der Vorfilter, desto stabiler und wartungsärmer ist die Membranfiltration. Die Bildung von Ablagerungen auf der Membranoberfläche (Fouling) hängt essenziell von der Vorfiltration ab. Bei Verwendung von Wi-ckelmodulen kann eine Sandfiltration zur Vorbehandlung als Mindeststandard angesehen werden. Neben den übli-chen Wickelmodulen gibt es jedoch auch andere Membran-bauformen, die deutlich unempfindlicher sind gegenüber Trübstoffen, dafür aber meist einen höheren Energiever-brauch aufweisen.

Vergleich Ozon vs. Nanofiltration: Wer hat nun heute die Nase vorn?Für die weitergehende Abwasserreinigung sind prinzipiell beide Technologien geeignet. In ihrer Performance sind sie jedoch völlig unterschiedlich, so dass die Entscheidung von bedeutend mehr Faktoren als der reinen Wirtschaftlichkeit abhängt. Soll beispielsweise die Abwassermenge reduziert werden und ist für das Biorückwasser eine hohe Qualität erforderlich, kommt nur die NF in Frage. Wenn dagegen hauptsächlich der Parameter CSB im Ablauf reduziert wer-den soll und u. U. dies nur in abwechselnden Produkti-onsintervallen, dann kann hierfür die Ozontechnologie eingesetzt werden. In Tabelle 1 sind die prinzipiellen Unter-schiede der beiden Verfahren gegenübergestellt. Abhängig von den Rahmenbedingungen hat demnach jede Technolo-gie ihre Einsatzmöglichkeiten. Erfahrungen zum großtech-nischen Betrieb liegen für beide Verfahren seit nunmehr 10 Jahren vor.

Membrantechnik: PTS erweitert ihr Portfolio für die Wasser-AuftragsforschungAn der PTS werden in verschiedenen Forschungsvorhaben die aktuellen technischen Fragestellungen zum Einsatz der NF-Technologie untersucht und Lösungsansätze erarbeitet. Dafür kommt eine moderne Laboranlage zum Einsatz, mit der in kontinuierlichen Versuchen der großtechnische Ein-satz nachgestellt werden kann. Die Anlage kann vollauto-matisch mit Drücken bis zu 15 bar betrieben werden. Durch die enthaltene MSR- und Sicherheitsausstattung können kontinuierliche Versuche auch vor Ort im Werk mit gerin-gem Betreuungsaufwand durchgeführt werden. Damit steht für unsere Kunden ab sofort die Technik zur Verfügung, die in Labor- oder Betriebsversuchen eingesetzt werden kann. Die laufenden Beratungsprojekte zur Optimierung der Was-serkreisläufe und zu Fragen der Abwasserreinigung können so wirkungsvoll ergänzt werden. Angeboten werden z.B. Machbarkeitsstudien, Filtrationsversuche oder Kostenab-schätzungen zum Thema Membranfiltration.

Ozon Nanofiltration

Ablaufqualität „Einstellbare“ CSB-Ablaufkonzentration•Reduzierte Färbung•

„Alles ist möglich“, d .h . je nach Membran von reinem Feststoffrückhalt bis Trinkwasserqualität

Vorteile

Keine Folgeprodukte, •Optimal für Vollstrombehandlung•Keine Additivreste im Wasser•„Einstellbare“ CSB-Ablaufkonzentration•

Ausgezeichnete Wasserqualität durch hohen Rückhalt •von CSB, Trübung, Färbung, Salzen Optimal für Reinigung/Rückführung von Teilströmen •des Abwassers

NachteileKeine Salzreduzierung•BSB5–Erhöhung erfordert bei Direkteinleitung eine •aerobe Nachreinigung

Konzentrat als Folgeprodukt •Unwirtschaftlich zur Vollstrombehandlung•Schwierig bei Wässern mit hoher Ablagerungsneigung •(Kalk)

Wasser-rückführung Möglich, abhängig von der benötigten Wasserqualität Rückführung ohne Einschränkung Möglichkeiten zur

Kreislaufeinengung

KostenMaßgeblich: benötigte Ozonmenge (abhängig von CSB •im Zulauf und CSB-Zielwert)Zusatzkosten: ggf . Biofilter benötigt•

Maßgeblich: Volumenstrom und Druck•Zusatzkosten: Vorfiltration; ggf . Konzentratbehand-•lung

Tabelle 1: Vergleich der beiden Technologien zur weitergehenden Abwasserreinigung


Membrantechnik in der Papierindustrie: Beratung, For-schung, WeiterbildungDie steigende Zahl von großtechnischen Umsetzungen in Europa zeigt, dass die Membrantechnik in der Papierindust-rie stark an Bedeutung gewonnen hat. Die technischen Wei-terentwicklungen haben dazu geführt, dass Membrananla-gen inzwischen wesentlich betriebsstabiler, effizienter und auch bedeutend wirtschaftlicher betrieben werden können. Die PTS bietet ihren Kunden aus der Branche inzwischen

umfassende Beratungs- und Dienstleistungsarbeiten zu die-sem Thema an. Neben der praxisorientierten Forschung ist zudem auch der Wissensaustausch zwischen Herstellern von Membrananlagen und Anwendern aus der Papierindus-trie gefragt. Hierzu wurde das Seminar „Membrantechnik in der Papierindustrie“ ins Leben gerufen, das am 4./5. Mai 2010 bereits das zweite Mal durchgeführt wird. Weitere In-fos dazu und auch ein „Call for papers“ stehen auf der PTS-Website www.ptspaper.de.

Abb. 3: Membrananlage der PTS bei vor-Ort Einsatz

Membrantechnologie:Benjamin Simstich 0049 89 12146 388 [email protected]

Ozontechnologie:Svenja Bierbaum 0049 89 12146 144 [email protected]

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MONITORING DER QUALITäT UND ZUSAMMENSETZUNG VON ALTPAPIER MIT NIR-MESSTECHNIK

Die PTS arbeitet seit einigen Jahren an der Entwicklung von NIR-messtechnischen Methoden und Verfahren zur Quali-tätskontrolle von Altpapier im Wareneingang. Dabei wur-den sowohl für die Bewertung von Altpapierballen als auch für lose Deinkingware (1.11) Lösungen geschaffen, die sich bereits als Produkte auf dem Markt befinden oder erste Pra-xistests in einer Papierfabrik erfolgreich bestanden haben.

Ziel weiterer Forschungsarbeiten der PTS ist es, ein Verfah-ren zu entwickeln, das ein kontinuierliches Online-Moni-toring der Qualität und Zusammensetzung von Altpapier ermöglicht. Dadurch soll der Papierindustrie ein ganzes System von Bewertungsverfahren zur Verfügung gestellt werden, deren Elemente die Fabriken individuell nach ihren Bedürfnissen und Anforderungen einsetzen können.Für die Qualitätsbewertung von Altpapierballen bestimmt das tragbare NIR-Messgerät PBS (Paper Bale Sensor) die Gehalte an Asche, Feuchte, Kunststoffe und Faserstoff. Das Messgerät kann auch in einer stationären, automatisierten Version eingesetzt werden.Die Bewertung von loser Deinkingware erfolgt anhand einer Stichprobe (größer 50 kg), die über ein Förderband verein-zelt an einer Messeinrichtung vorbeigeführt wird. Deren

Auswertesoftware klassifiziert die einzelnen Altpapierob-jekte und bestimmt die Gehalte der Stichprobe an Dein-kingpapieren, unerwünschten Papieren, papierfremden Be-standteilen und Flexodruckzeitungen. Weitere Ergebnisse sind die Asche- und Feuchtegehalte.Die bei der Qualitätsbewertung von Deinkingware ange-wendeten Prinzipien und Methoden können auch genutzt werden, um die Zusammensetzung von loser Ware auf ei-ner Altpapierzuführung zum Pulper oder zur Trommel kon-tinuierlich zu überwachen. Dazu werden online über die gesamte Breite des Förderbandes NIR-Spektren gemessen und entsprechend den Altpapiersorten bzw. -bestandteilen klassifiziert. Anhand der klassifizierten Spektren lässt sich die Zusammensetzung des Altpapiers und dessen Änderung quantitativ bestimmen und auch visualisieren (Abb. 1). Auch stoffliche Parameter wie der Aschegehalt können er-mittelt werden (Abb. 2).Da dank dem Online-Messverfahren die Qualität des Altpa-piers schon vor seinem Eintrag in die Stoffaufbereitung be-stimmt wird, kann auf Änderungen der Zusammensetzung schnell reagiert werden. Dadurch lassen sich die einzelnen Prozessstufen optimal auf zusammensetzungsbedingte Qua-litätsschwankungen des Rohstoffs abstimmen. Die Prozesse


können nun so gefahren werden, dass die Anforderungen an die Fertigstoffqualität zuverlässig erfüllt werden. In einem Forschungsprojekt wird die PTS die Voraussetzun-gen für die Umsetzung des Konzepts des Online-AP-Monito-rings erarbeiten. Dazu sollen in Zusammenarbeit mit Indus-triepartnern die stofflichen Parameter des Altpapierrohstoffs bzw. deren Änderungen mit der NIR-Messtechnik registriert und mit Prozessdaten beim Deinking korreliert werden. Die als relevant ermittelten Parameter sollen dann für die Prozesssteuerung genutzt werden. Ziel ist eine verbesserte Konstanz des Gesamtprozesses in der Deinkinganlage und damit eine höhere Produktqualität durch:

Höhere Qualitätskonstanz•Reproduzierbare Fertigungsprozesse•Vereinfachte Interpretation von Abweichungen •Zielgerichtete Anlagen- und Produktoptimierung•sowie zur Senkung der Produktionskosten durch:•Einsparung von Chemikalien, Energie, Wasser und Ab-•wasserEffiziente Leistungsdaten (Wirkungsgrad, Geschwindig-•keit)Reduzierung von Instandhaltungskosten •Reduzierung von Kundenreklamationen •

Abb. 1 Monitorbild der Online-Bestimmung der Altpapierzusammensetzung. Jeder Bildpunkt (Ortspunkt auf Förderband) repräsentiert ein ge-messenes Spektrum, das entsprechend der Klassifizierung farbcodiert ist

Abb. 2 Monitorbild der Online-Aschebestimmung

Dr. Enrico Pigorsch 0049 3529 551 678 [email protected]

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HOHE PAPIERFESTIGKEIT OHNE FASERSTOFFMAHLUNG

Im Rahmen eines Vorlaufforschungsprojektes entwickelte die PTS ein Konzept zur Ausbildung der Festigkeit von Papier ohne Mahlung durch nanotechnologische Fasermodifizie-rung und Aufbau von Nano-Faserverbunden.

Papier als ein Flächengebilde wird aus miteinander verbun-denen cellulosischen Fasern gebildet. Dabei verleihen die Fa-sern dem Papier seine wesentlichen Eigenschaften: Struktur und Festigkeit sowie seine Optik in Verbindung mit Füllstof-

fen. Die Papierfestigkeit ist dabei die wichtigste Eigenschaft. Sie ist die Grundlage dafür, Papier zu erzeugen, zu veredeln und zu verarbeiten sowie beim Gebrauch den gewünschten Nutzen zu stiften. Höhere Festigkeit eröffnet dabei Spielräu-me für die Kostensenkung, entweder durch geringere Flä-chenmasse, höhere Füllstoffanteile oder verstärkten Einsatz von Recyclingfasern. Papierfestigkeit definiert sich aus den Festigkeitseigenschaf-ten der einzelnen Faser sowie aus Anzahl und Stärke der Fa-


ser-Faser-Bindung im Fasergefüge des Papiers. Das setzt der Papierfestigkeit in Abhängigkeit von der flächenbezogenen Masse Grenzen. Die Auswahl passender Fasern sowie ihrer Aufbereitung und Anzahl je erzeugter Fläche waren und sind die Hauptargumente zur Erzielung einer bestimmten Festigkeitseigenschaft im Papier. Bei der Holzbereitstellung und Fasererzeugung für Holz- und Zellstoff wird jedoch die Festigkeit der einzelnen Fasern in Abhängigkeit von der Ver-fahrensführung vermindert. Dies erfolgt mechanisch durch örtliche Zerstörung der Faserstruktur oder chemisch durch Abbau sowie Bildung niedermolekularer Abbauprodukte. Das gegenwärtig wichtigste Aufbereitungsverfahren zur Erzeugung eines bindungsfähigen Faserstoffs ist die Mah-lung. Hierbei wird versucht, die Bindungsfläche zwischen den Fasern zu vergrößern. Dies gelingt jedoch nur unter Zerstörung der Faserstruktur mit zunehmender Bildung von Feinstoffen und Faserkürzung bei intensivierter Mahlung. Auf Kosten einer Verminderung der Einzelfaserfestigkeit wird so die Faser-Faser-Bindung in Umfang und Stärke er-höht. Dabei ist die Steigerung der Papierfestigkeit mit der Rohdichte des Papiers verbunden. In Abhängigkeit von der Mahlungsintensität werden dichtere Gefüge mit verbesser-ten Faser-Faser-Kontakten und höheren Zug- und Delami-nierfestigkeiten erzeugt. Die Opazität eines so aufbereiteten Papiers sinkt.Im dem Vorlaufforschungsprojekt IW VF 080012 wurden zuerst im Labormaßstab folgende Alternativen zur Mahlung geprüft:

Modifizierung der Faseroberfläche mittels Carboxyme-•thylcellulose (CMC)alternierendes, mehrfaches Beschichten mittels kationi-•schen und anionischen Polyelektrolyten (PEM Poly-Elec-trolyte Multilayer)Zusatz von mikrofibrillärer Cellulose •

Ziel war es, die Festigkeit im Papier so zu entwickeln, dass ein Verzicht der Fasermahlung ermöglicht wird. Für aus-gewählte, Erfolg versprechende Varianten wurden im An-schluss derartiger Papiere aus modifizierten Faserstoffen im PTS-Technikum kleintechnisch erzeugt. Die Ergebnisse belegen, dass durch Fasermodifizierung eine akzeptable Papierfestigkeit erreichbar ist. Dies gilt insbe-

MFC: mikrofibrillierte CeFS: Füllstoff

Tens

ile In

dex

MD

/CD

[N

80

70

60

50

40

30

20

10

0

Eucalyptus grandis: Modifizierung vs. Mahlung

PEM-Modifizierung CMC + PEM-Modifizierung gemahlen, 24 SR

MFCFS

−−

−20%

5%−

5%20%

−−

−20%

5%−

5%20%

−−

−20%

Abb. 1: Tensile-Index - Vergleich zwischen ungemahlenen, modifizierten und einem gemahlenen Eucalyptuszellstoff (PEM: mittels kationischer und anionischer Stärke, MFC: am Markt verfügbares Produkt)

Dr. Klaus Erhard 0049 3529 551 627 [email protected]

Manuela Fiedler 0049 3529 551 620 [email protected]

Brit Gantze 0049 3529 551 801 [email protected]

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sondere dann, wenn Synergien der verschiedenen Modifi-zierungswege genutzt werden (Diagramme der Abb. 1 u. 2). Dabei wurde deutlich, dass eine alleinige Modifizierung der Faseroberfläche der Festigkeitsausbildung Grenzen setzt, da nicht wie bei der Mahlung die Quellung und Flexibilität der gesamten Faserwand gesteigert wird. Deshalb können auch die Festigkeitseigenschaften von Papier aus den feineren Laubholzfasern besser durch Fasermodifizierung entwickelt werden als die der coarseren Nadelholzfasern. Besonders günstig ist, dass die Festigkeit der Einzelfaser dabei nicht geschädigt wird und so vergleichsweise hohe dynamische Festigkeiten erreichbar sind. Im Gegensatz zur Mahlung, die nicht alle Fasern behandelt, kann die Modifizierung in der Suspension praktisch alle Fasern erreichen, und sorgt so für eine höhere Gleichmäßigkeit.

Über die Ergebnisse dieses Projektes wird ausführlich auf dem PTS Faserstoff Symposium berichtet, das am 24. und 25. November in Dresden stattfindet.

Abb. 2: Tear-Index - Vergleich zwischen ungemahlenen, modifizierten und einem gemahlenen Eucalyptuszellstoff (PEM: mittels kationischer und anionischer Stärke, MFC: am Markt verfügbares Produkt)

MFC: mikrofibrillierte CeFS: Füllstoff

Tear

Inde

x M

D/C

D [m

Nm

²/g]

109876543210

Eucalyptus grandis: Modifizierung vs. Mahlung

PEM-Modifizierung CMC + PEM-Modifizierung gemahlen, 24 SR

MFCFS

−−

−20%

5%−

5%20%

−−

−20%

5%−

5%20%

−−

−20%

PTS NewS 03/2009 Forschung


den. Die Terahertz-Gruppe aus Marburg, u.a. Gewinner des Kaiser-Friedrich-Forschungspreises 2003, verfügt über um-fangreiche Erfahrungen im Aufbau optoelektronischer THz-Spektroskopiesysteme und in der Auslegung und Konstruk-tion von THz-Systemkomponenten. Weiterhin hat man sich detailliert und grundsätzlich mit der quantitativen Auswer-tung der entstehenden Signale beschäftigt und den Einsatz der Technik bis hin zu ersten Anwendungen vorangetrie-ben. Die PTS bringt in die Kooperation ihre langjährige Er-fahrung in der Papiertechnik ein, insbesondere ihr Wissen um fundamentale Zusammenhänge und den Einsatz neuer Technologien zur Charakterisierung innovativer Produkte und Herstellungsprozesse.Gemeinsames Ergebnis soll die Konzeption eines online-fähigen Systems sein, das zum Ende des Projektes in in-dustrienahen Tests zum Einsatz kommen kann. Mittelfristig sollen diese neuen Messsysteme die gebräuchlichen, aber problematischen radiometrischen Verfahren zurückdrän-gen, eine gleichmäßigere und ausschussärmere Produktion ermöglichen sowie zu Material- und Energieeinsparungen führen.

SPEZIALPAPIERE IN NEUEM LICHT

In einer Forschungskooperation wollen die Universität Mar-burg und die PTS ein neues Messsystem für mehrlagig be-schichtete Papiere und Kuntsstoffverbunde entwickeln.

Mit der ersten Sitzung des projektbegleitenden Ausschus-ses wurde im August der offizielle Startschuss einer neuen Forschungskooperation abgegeben. Mehr als ein Dutzend hochrangige Vertreter von Firmen der Messtechnikentwick-lung und Adaption sowie von Produzenten verschiedener Spezialpapiere trafen sich in Marburg, um zusammen mit der PTS und der AG Experimentelle Halbleiterphysik des Fachbereichs Physik der Philipps-Universität Marburg die Grundzüge und die detaillierte Ausrichtung eines IGF-Pro-jektes zu diskutieren.Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines neuen Verfah-rens für die Messung von Schichtdicke und Flächenmasse einzelner Schichten bei mehrlagig beschichteten Papieren, die vermehrt zum Einsatz kommen. Im Fokus stehen u.a. mehrfach gestrichene oder mit Kunststoff beschichtete Pa-piere sowie mehrlagige Kunststoffverbunde. Das Verfahren soll für die Online-Messung unmittelbar nach dem Be-schichtungsvorgang einsetzbar sein und Rückschlüsse auf Art und Dimension der einzelnen Schichten zulassen.Das Messverfahren soll auf der auch in anderen Zusam-menhängen diskutierten Terahertz-Spektroskopie basieren. Unter führender Mitwirkung der Forschungsgruppe Mar-burg konnten in den letzten Jahren praxistaugliche Kom-ponenten und komplette Messsysteme entwickelt werden, die einen industriellen Einsatz erst denkbar machten. Im Gegensatz zu den ebenfalls Material durchleuchtenden Röntgenstrahlen sind Terahertz-Wellen ungefährlich, da sie nicht ionisierend wirken. Außerdem können sie aufgrund der starken Absorption durch Wasser nicht so tief in den menschlichen Körper eindringen. Ein weiterer Vorteil sind die typischerweise verschwindend geringen Strahlungsleis-tungen der verwendeten Systeme.Die Forschungskooperation wird die beiden Kernkompe-tenzen von PU Marburg und PTS in idealer Weise verbin-

Dr. Patrick Plew 0049 3529 551 666 [email protected]

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PTS-SEMINAR: ANALyTISCHE BEWERTUNG VON FASERSTOFFENDas Seminar findet am 1. - 2. Dezember 2009 in der PTS in Heidenau statt. Es vermittelt neben theoretischen Grundlagen auch praktische Anwendererfahrungen. Weiterhin zeigt der Kurs Wege auf, wie in den Papierfabriken mit relativ einfa-chen Mitteln Faserstoffanalytik praktiziert und die Ergebnisse bewertet werden können.


14 PTS NewS 03/2009 KundenprojeKtePTS NewS 03/2009 Forschung

AUSLEGUNG EINES GLäTTWERKES AUF BASIS VON VORUNTERSUCHUNGEN IM TECHNIKUMSMASSSTAB

Auf Basis von Untersuchungen im Heidenauer Technikum der PTS entstand eine Glättanlage im kleintechnischen Maßstab für den Bogenbetrieb. Auftraggeber und Kooperationspartner dieses Projektes war die PAMA Papiermaschinen GmbH

Die Erzeugung von auf spezielle Anwendungsfälle ange-passte Papieroberflächen erfolgt mit einer üblicherweise als Glättung bezeichneten thermo-mechanischen Behandlung der Oberfläche. Hierbei wird die Rauhigkeit meist verrin-gert, wobei ein geringer Verlust an spezifischem Volumen in Kauf genommen werden muss. Wichtig ist aber auch die Einstellung eines bestimmten Glätteverhältnisses zwischen Sieb- und Oberseite. Die PAMA Papiermaschinen GmbH hat sich auf den Um-bau von Papiermaschinen spezialisiert und liefert dazu u.a. speziell angepasste Maschinenglättwerke. Deren Auslegung erfordert neben dem technologischen Know-how die Bereit-stellung von Daten zur Beeinflussung der Papieroberfläche durch Walzenmaterial, Temperatur, Papierfeuchte, Flächen-pressung und Verweilzeit im Nip. Anlagen im Pilotmaßstab zur Durchführung solcher Untersuchungen sind kostenauf-wändig. Um das Risiko zu verringern, sind daher Vorunter-suchungen im kleintechnischen Maßstab die beste Wahl. Im Technikum der PTS in Heidenau wurde gemeinsam mit der PAMA eine solche Glättanlage im kleintechnischen Maß-stab für den Bogenbetrieb errichtet, die eine kostengünstige Durchführung solcher Untersuchungen ermöglicht.

Ziele der Untersuchungen Ermittlung der Auslegungsdaten für ein Maschinenglättwerk das folgende Anforderungen erfüllen soll:

Geeignet für dünne Papiere im Flächenmassebereich von •30 bis 50 g/m²Maschinengeschwindigkeit im Bereich 400 m/min•Glätteverhältnis vor Glättwerk 0,5 bis 0,7•

Glätteverhältnis nach Glättwerk größer 1,5•Möglichst geringe Erhöhung der Glätte insgesamt, insbe-•sondere der Siebseite

Ziel der Untersuchungen waren Aussagen zuWalzenmaterial der weichen Walze und•notwendigen Pressdrücken in Abhängigkeit von den •Radien weiche Walze/harte Walze für die Maschinege-schwindigkeit 400 m/min.

Versuchsprogramm und Methodik der UntersuchungenDie experimentellen Untersuchungen erfolgten mit der Tech-nikumsglättanlage der PTS in Heidenau. Dies erfolgte mit den vom Auftraggeber bereitgestellten Papieren in folgen-den Schritten. 1. Unter Verwendung vorhandener Walzenpaarungen (Hart-

guss/Hartguss und Hartguss/Kunststoff unterschiedli-cher Härte) wurde ermittelt, wie die Glätteverhältnisse be einflusst werden in Abhängigkeit von Verweilzeit im Nip und Flächenpressung.

2. Gemeinsam mit einem Hersteller für Walzenbezüge wur-den die Anforderungen an die Oberflächenqualität einer für diesen Einsatzzweck speziell hergestellten Kunst-stoffwalze abgeleitet.

3. Unter Verwendung der speziell hergestellten Kunststoff-walze.wurde ermittelt, wie die Glätteverhältnisse beein-flusst werden in Abhängigkeit von Verweilzeit im Nip und Flächenpressung.

4. Abschließend wurden die Versuchsergebnisse auf die in-dustrielle Praxis übertragen.

Die PAMA Papiermaschinen GmbH konzipierte und erprobte auf Basis dieser Vorgaben die großtechnische Anlage.

Versuchsstand Technikumsglättanlage Untersuchungen zur Glättung, Kalibrierung und Satinage kann die PTS in ihrem Heidenauer Technikum mit einem

Abb. 1: PAMA Papiermaschinen GmbH

15PTS NewS 03/2009 KundenprojeKte

Versuchsstand bei geringem Materialaufwand kostengüns-tig realisieren.Die Anlage arbeitet im Bogenbetrieb mit dem gebräuchli-chen Format 70x30 cm. Ein besonderes Merkmal ist, dass die Bögen bei geöffneten Nip zwischen den Walzen ein-geführt werden. Durch ein Erkennungssystem schließt sich der Spalt und nach 10 cm liegt der volle Pressdruck an. Damit werden die üblichen Markierungen auf den weichen Walzen verhindert.Relevante Parameter für den Glättprozess sind

Nipbreite,•Flächenpressung und•Verweilzeit im NIP.•

Sie werden aus folgenden Parametern errechnet:Arbeitsgeschwindigkeit,•Linienkraft mit den konstanten Parametern,•Maschinenparameter (Radien harte Walze und weiche •Walze) undWalzenparameter (E-Module und Querkontraktionszah-•len der Walzen).

Die Extrapolation der in den Versuchen gewonnenen Ergeb-nisse ermöglich es, die Auslegungsdaten für eine Praxisan-lage mit ausreichender Genauigkeit bereitzustellen.

Zusammenfassung der ErgebnisseIm ersten Schritt wurde der Einfluss des Walzenmaterials und der Papierseite zur Funktionswalze auf die Entwicklung des Glätteverhältnisses untersucht. Die Ergebnisse (Abb. 4) zeigten:

Mit einer Walzenpaarung Hartguss/Hartguss konnte das •Glätteverhältnis nicht wesentlich verändert werden.Durch den Einsatz einer Kunststoffwalze, Siebseite des •Papiers zur Kunststoffwalze lässt sich das Glätteverhält-nis in die gewünschte Richtung verändern.Allerdings ist beim Einsatz der erprobten Walzen die •Glätteerhöhung auf beiden Papierseiten zu hoch.

Konsequenz dieser Ergebnisse war, gemeinsam mit einem Walzenbezugshersteller einen speziellen Belag für diesen Einsatzzweck zu entwickeln. Mit diesem Belag (C X) wurde eine Walze für die PTS Glättanlage hergestellt und erprobt. Untersucht wurden die Einflüsse von Verweilzeit im Nip und Flächenpressung auf die Glätteentwicklung SS und OS.

Abb. 2: Versuchsstand Glättanlage

Betriebsart/Bogenbetrieb max . 500*1000 mm

Arbeitsgeschwindigkeit 3 - 30 m/min

max . Linienkraft 200 kN/m

max . Flächenpressung 60 N/mm²

Glättnip Heiz-/Funktionswalze

Heiz- und Stützwalze untere Position (Hartguss)

Durchmesser 400 mm

Heizung Ext . Elektro – IR- Heizung

Oberflächentemperatur 20 . . .250 (…350)°C

Funktionswalzen

Satinieren

Hartpapier/Baumwolle/Wolle-Bezug 80 . . .92°ShD

Softkalandrieren

Faser/Kunststoff-Bezug 62 . . .91°ShD

Kalibrieren

Hartguss 72°ShC; 550HV

Abb. 3: Versuchsstand Glättanlage – Technische Daten

Glätteverhältnis (Bekk) in Abhängigkeit vom Walzentyp

0,6 1,1 0,8 0,60,6 1,2 2,4 2,30,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

ohne Glättung Hartguß 72 Shore C Kunstoff 10 P&J Kunstoff 88 Shore D

Walzentyp/Härte

Glä

ttev

erhä

ltni

s

OS zur Funktionswalze SS zur Funktionswalze

Glätte OS: 11s SS: 19 s

Glätte OS: 160s SS: 70 s

Glätte OS: 140s SS: 59s

Glätte OS: 175s SS: 147s

Abb. 4: Glätteverhältnis in Abhängigkeit vom Walzenmaterial

16 PTS NewS 03/2009 KundenprojeKte

Abbildung 5 zeigt, dass die Glätte der Siebseite mit stei-gender Flächenpressung und steigender Verweilzeit im Nip stärker zunimmt als die Glätte der Oberseite. Auf Basis die-ser Ergebnisse wurde die Auslegung der Konfiguration des Glättwerkes errechnet, d.h.

die Verhältnisse der Radien der weichen zur harten Wal-•ze unddie Härte und Oberflächenrauhigkeit der weichen Walze.•

Die Ergebnisse der Inbetriebnahme (Abb. 6) bestätigten die Optimierungsberechnung. Insgesamt war die Glätte der Ober-seite jedoch noch zu hoch. Deshalb wurde die Walzenober-fläche der weichen Walze mit einer höheren Oberflächen-rauhigkeit (Ra ca. 1,5 µm) versehen. Dadurch gelang es, das vorgegebene Glätteverhältnis bei minimaler Erhöhung der Glätte der Oberseite zu erreichen.Die in diesen Untersuchungen erarbeiteten Erkenntnisse er-möglichten es der PAMA das Risiko für die Auslegung, den Bau und die Inbetriebnahme des Maschinenglättwerkes zu minimieren. Dadurch konnten die geforderten Parameter in kurzer Zeit nach der Inbetriebnahme erreicht werden.

3 4 5 5 68 9

13

20

2427

3033

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

22 31 22 38 31 38 22 31 38 50 59 67 74 80

Flächenpressung in N/mm²

Glä

tte

Bekk

in s

0

5

10

15

20

25

30

35

40

Verw

eilz

eit i

m N

ip in

ms

Prognose

Verweilzeit im NipGlätte SSGlätte OS

Prognose - Glätte in Abhängigkeit von Flächenpressung und Verweilzeit im Nip (Walzenbezug C X 1)

Ver-hältnis

1,1

Ver-hältnis

1,2

Ver-hältnis

1,3

Ver-hältnis

1,4

Ver-hältnis

1,5

Ver-hältnis

1,6

Ver-hältnis

1,8

16

0

20

40

60

80

100

120

140

0 10 20 30 40 50 60 70 80

Liniendruck in kN/m

Glä

tte

Bekk

in s

Glätte SS C X 2 Glätte OS C X 2 Glätte SS C X 1 Glätte OS C X 1

Glätteverhältnis 1,8 - 2,0

Glätteverhältnis 0,6

Arbeitsbereich

Glätteverhältnis 1,4 - 1,5

Inbetriebnahme - Glätte in Abhängigkeit vom Liniendruck(Walzenbezug C X 2 höhere Rauhigkeit)

Abb. 5: Ergebnisse der Optimierungsunter-suchungen

Abb. 6: Ergebnisse der Inbetriebnahme

Dr. Herbert Berger 0049 3529 551 660 [email protected]

Projektpartner:Günter Borsdorf PAMA Papiermaschinen GmbH [email protected]

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Diese Untersuchungen wurden im Heidenauer Technikum der PTS im Auftrag der Amberger Kaolinwerke EDUARD KICK GMBH&CO KG, der Danisco Deutschland GmbH, der Omya International AG und der Schaefer Kalk GmbH & Co. KG. durchgeführt.

Durch den Einsatz von Füllstoffen im Papier werden die meisten Papiereigenschaften, z.B. Opazität, Glanz, Glätte, Bedruckbarkeit und auch die Wirtschaftlichkeit der Papier-herstellung positiv beeinflusst.Die Erhöhung des Füllstoffanteils im Papier wird u. a. be-grenzt durch die geforderten Festigkeiten, insbesondere die initiale Nassbahnfestigkeit (IWWS). Eine zu geringe IWWS führt zu häufigen Bahnrissen, die Produktivität der Papier-maschine sinkt. Zur Sicherung des Festigkeitsniveaus muss daher bei einer Erhöhung des Füllstoffanteils auch der An-teil an Langfaserzellstoff erhöht werden. Das verringert wiederum den wirtschaftlichen Effekt. Deshalb wurde seit den siebziger Jahren an unterschied-lichen Systemen zur Erhöhung der Faser-Füllstoffbindung gearbeitet. Eine Methode ist die Aktivierung der Füllstoffe mit chemischen Additiven zur Verbesserung der Faser-Füll-stoffbindung. Bisher konnte sich allerdings technisch und/oder wirtschaftlich kein System durchsetzen.

Ziele der Untersuchungen Das Füllstoff/Additivsystem sollte unter Nutzung von Pro-dukten der Danisco Deutschland GmbH mit dem Ziel opti-miert werden, die Faser-Füllstoff Bindungen und damit den Füllstoffanteil im Papier zu erhöhen, ohne an Festigkeit zu verlieren.Weiteres Ziel war die Erarbeitung praxisnaher Aussagen zur Beeinflussung der Retention, der Festigkeiten und der opti-schen Eigenschaften in Abhängigkeit vom

Stoffmodell,•dem eingesetzten Additivsystem zur Füllstoffaktivierung •undvon Füllstoffart und Menge.•

Ein Schwerpunkt der Untersuchung war die Beeinflussung der IWWS durch die eingesetzten Additive. Bei Verringe-rung der IWWS verschlechtert sich die Runability der Pa-piermaschine. Dies ist ein wesentliches Kriterium für eine Begrenzung des Füllstoffanteils in den Papieren.Als Ergebnis sollten Empfehlungen für die großtechnische Umsetzung der Ergebnisse abgeleitet werden hinsichtlich der einzusetzenden Additive/Füllstoffsystemen für die un-tersuchten Stoffmodelle. Für die Untersuchungen wurden drei Stoffmodelle ausgewählt, wobei folgende Füllstofferhö-hungen angestrebt wurden:

SC – Papier A auf Basis Zellstoff-Holzstoff 52 g/m² 40% •Kaolin/60% GCC/PCCvon 34% auf 39% Füllstoffgehalt

SC – Papier B auf Basis Zellstoff-DIP–Stoff 52 g/m² 40% •Kaolin/60% GCC/PCCvon 32% auf 37% Füllstoffgehalt Kopierpapier auf Basis 80% Hardwood/20% Softwood •80 g/m² 100% GCC/PCCvon 24% auf 29% Füllstoffgehalt

Versuchsprogramm und Methodik der UntersuchungenDie angestrebte Aktivierung der Füllstoffe erfolgte durch Be- bzw. Umladung der Füllstoffoberflächen durch Einsatz chemischer Additive in die Füllstoffslurry. Die Versuche im Technikum wurden in zwei Phasen durchgeführt: 1. In den Voruntersuchungen erfolgte die Auswahl von ge-

eigneten Additiv/Füllstoffkombinationen und Additiv-Ein satzmengen. Kriterien waren die Beeinflussung des Fließ verhaltens/Pumpfähigkeit der behandelten Füllstoff suspensionen und der initialen Nassbahnfestig-keit (IWWS).

2. Auf Basis der Ergebnisse dieser Untersuchungen wurde in der zweiten Versuchsphase mit optimierten Einstel-lungen bei Additivtyp, Additivmenge und Füllstofftyp der Einfluss auf das Laufverhalten (initiale Nassbahnfes-tigkeit, Entwässerungs- und Trocknungsverhalten) und die Papiereigenschaften bei ausgewählten Füllstoff/-Ad-ditivkombinationen untersucht.

Auswahl der FüllstoffeEingesetzt wurden Kaoline, natürliche Calciumcarbonate und gefällte Calciumcarbonate. Ein Ziel der Untersuchun-gen war es, den Einfluss unterschiedlicher Dispergierung und Morphologie der Füllstoffe auf den Effekt der Füllstoff-aktivierung zu untersuchen. In der Tabelle 1 sind die un-tersuchten Füllstoffe zusammengestellt.

Auswahl der AdditiveAus der Vielzahl von möglichen Additiven wurden von der Danisco Deutschland GmbH die in der Tabelle 2 zusam-mengestellten Additive ausgewählt.

ERHöHUNG DES FüLLSTOFFANTEILS IN KOPIERPAPIEREN UND SC-PAPIEREN DURCH EINSATZ CHEMISCH AKTIVIERTER FüLLSTOFFE

Tabelle 1: Charakterisierung der eingesetzten Füllstoffe

Bezeichnung im Projekt

Füllstoffe-Typ Einsatz für

A Kaolin Lagerstätte A SC A + B

B Kaolin Lagerstätte B SC A + B

C GCC Slurry ohne Disper-giermittel

SC A + B + Kopierpapier

D PCC Slurry Typ 1 SC A + B

E PCC Slurry Typ 2 Kopierpapier

F PCC Slurry, Skalenoeder mit 35% Aragonit

SC A + B

G PCC-Pulver Skalenoeder Kopierpapier

18

An diesen Proben wurden die Nassbruchkraft und der Tro-ckengehalt ermittelt. Ausgewertet wurden:

die Nassbruchkraft in Abhängigkeit vom Trockengehalt •undzur Vergleichbarkeit der Versuchsreihen die Nassbruch-•kraft interpoliert auf einen durchschnittlichen Trocken-gehalt.

Herstellung der Papiere/Versuchs-standDie experimentellen Untersuchungen erfolgten an der Technikumspapier-maschine der PTS in Heidenau. Die Dosiermöglichkeiten für Füllstoffe und Additive im Konstantteil gestatten es, definierte Reaktionszeiten zwischen Faserstoffsuspension/Additiven und Füllstoffen einzustellen (Abb. 1).

Prüfung der PapiereEs wurden die für die jeweiligen Pa-pierqualitäten relevanten Parameter geprüft. Die Prüfung der SC- Papiere erfolgte nach der Satinage auf eine vor-gegebene Rauhigkeit. Die Kopierpapie-re wurden vor der Prüfung im Maschi-nenglättwerk auf eine vergleichbare Rauhigkeit (5 µm PPS) geglättet.Für die Ermittlung der initialen Nass-bahnfestigkeit (IWWS) wurden nach den Nasspressen bei drei unterschied-licher Belastungen Proben genommen.

PTS NewS 03/2009 KundenprojeKte

Tabelle 2: Charakterisierung der eingesetzten Additive


Additiv-Typ Einsatz für

Additiv A "Galaktomannan-phosphorsäureester; anionisch "

Kaolin; GCC; PCC

Additiv B Galaktomannanderivat; kationisch

Kaolin; GCC; PCC

Konstantteil der Papiermaschine - Dosierung der Füllstoffe und Additive

Stoffpumpe

zum Stoffauflauf

Rundverteiler

DynamischerMischer

Maschinen-bütte200 l

Stoff von Mischbütte

Dosier-stelle 2

Probenahme

Reaktionszeit in s (durch Schlauchllänge einstellbar)

Dosier-stelle 1

FlFlFlFlFl

Füllstoff 1

Dosier-stelle 3

FlFlFlFlFl

Retentionsmittel

FlFlFlFlFlFlFlFlFlFlFlFlFlFlFl

FlFlFlFlFlFlFlFlFlFlFlFlFlFlFlFlFlFlFlFl

Dosier-pumpe 1

Dosier-pumpe 3

Dosier-pumpe 2

Füllstoff 2

StatischerMischer

Abb. 1: Dosierung der Füllstoffe und Prozesschemikalien

50

40

30

20

10

0

Glü

ckrü

ckst

and

[%]4,0

3,0

2,0

1,0

0,0ohne

F (PCC-Slurry)A (anionisch)F (PCC-Slurry)

ohneG (PCC-Pulver)

B (kationisch)G (PCC-Pulver)

Additivtyp/Füllstofftyp

Init

iale

Nas

sbru

chkr

aft [

N]

Initiale Nassbruchkraft interpoliert (Tg 40%) vs. Füllstoff und Additiveinsatz

2428

2328

3,0 3,6 2,9 3,3

IWWS Glührückstand

Abb. 2: Kopierpapier - initiale Nassbruchkraft

50

40

30

20

10

0

Glü

ckrü

ckst

and

[%]0,8

0,6

0,4

0,2

0,0ohne

E (PCC-Slurry)A (anionisch)E (PCC-Slurry)

ohneG (PCC-Pulver)

B (kationisch)G (PCC-Pulver)

Additivtyp/Füllstofftyp

Rupf

fest

igke

it [m

/s]

Rupffestigkeit vs. Füllstoff und Additiveinsatz

2428

2328

0,62 0,49 0,63 0,41

Rupffestigkeit Glührückstand

Abb. 3: Kopierpapier - Rupffestigkeit

19

Zusammenfassung der ErgebnisseIm Folgenden soll auf den Einfluss der Füllstoff/Additivkombination auf die IWWS und die Oberflächenfestigkeit (Rupffestigkeit) eingegangen werden. Die IWWS ist auf Grund der Beeinflus-sung der Runability ein wesentliches Kriterium für eine mögliche Erhöhung des Füllstoffanteils in den Papieren.

KopierpapierDer Einsatz von Additiv A und B er-•möglicht eine Erhöhung des Füll-stoff anteils bis 4% bei Steigerung der IWWS (Abb. 2).Die Oberflächenfestigkeit verrin-•gert sich jedoch um ca. 20% bei Füllstoff E bzw. 35 bei Füllstoff G (Abb. 3). Bemerkung: Die Papiere wurden ohne Oberflächenleimung hergestellt. Zwischen den eingesetzten PCC-•Typen ergaben sich nur geringe Un-terschiede. Bei Einsatz der Additive verringert •sich die Entwässerbarkeit des Fa-servlieses in den Nasspressen.

SC-A Papier – Aktivierung KaolinDer Einsatz von Kaolin B bewirkt •eine höhere IWWS als der Einsatz von Kaolin A. Durch eine Akti-vierung von Kaolin B mit Additiv B kann bei 5% höherem Füllstoffan-teil das Niveau der IWWS gehalten werden. Demgegenüber verringert sich beim Einsatz von Kaolin A die IWWS bei Erhöhung des Füllstoff-anteils trotz Aktivierung um 28% (Abb. 4).Die Rupffestigkeit wird unabhängig •vom Kaolintyp bei höherem Füll-stoffanteil um ca. 5% verringert (Abb. 5).

SC-A Papier – Aktivierung GCC/PCCDie Wirkung des eingesetzten Addi-•tivs B auf die IWWS ist wesentlich vom GCC/PCC Typ abhängig. Bei Einsatz des Füllstoff D ist auch bei einer Erhöhung des Füllstoffgehal-tes um ca. 5% eine IWWS auf dem Niveau des Vergleichsversuches er-reichbar, beim Füllstoff F wird etwa das gleiche Niveau erreicht. Dem-


50

40

30

20

10

0

Glü

ckrü

ckst

and

[%]2,0

1,5

1,0

0,5

0,0ohne

Kaolin BB

Kaolin Bohne

Kaolin AB

Kaolin A

Additivtyp/Kaolin-Typ (Füllstoff 2: PCC E ohne Aktivierung)

Init

iale

Nas

sbru

chkr

aft [

N]

Initiale Nassbruchkraft interpoliert (Tg 38%) vs. vom Füllstoff und Additiveinsatz (Aktivierung Kaolin)

35

4034

40

1,7 1,6 1,5 1,1

Nassbruchkraft Glührückstand

Abb. 4: SC-A Papier - initiale Nassbruchkraft - Aktivierung Kaolin

50

40

30

20

10

0

Glü

ckrü

ckst

and

525

°C [%

]

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0,0ohne

Kaolin BB

Kaolin Bohne

Kaolin AB

Kaolin A

Additivtyp/Kaolintyp (Füllstoff 2: PCC D ohne Aktivierung)

Rupf

fest

igke

it [m

/s]

Rupffestigkeit vs. Füllstoff und Additiveinsatz (Aktivierung Kaolin)

35

40

34

40

0,38 0,34 0,37 0,34


Abb. 5: SC-A Papier - Rupffestigkeit - Aktivierung Kaolin

50

40

30

20

10

0

Glü

ckrü

ckst

and

[%]2,0

1,5

1,0

0,5

0,0ohne

D (PCC-Slurry)B (kationisch)D (PCC-Slurry)

ohneC (GCC-Slurry)

B (kationisch)C (GCC-Slurry)

ohneF (PCC-Slurry)

B (kationisch)F (PCC-Slurry)

Additivtyp/GCC/PCC-Typ (Füllstoff 2: Kaolin A ohne Aktivierung)

Init

iale

Nas

sbru

chkr

aft [

N]

Initiale Nassbruchkraft interpoliert (Tg 38%) vs. Füllstoff und Additiveinsatz (Aktivierung GCC/PCC)

34

40

35

40

33

39

1,5 1,5 1,6 1,3 1,7 1,6


Abb. 6: SC-A Papier - initiale Nassbruchkraft - Aktivierung GCC/PCC

50

40

30

20

10

0

Glü

ckrü

ckst

and

525

°C

[%]

0,60,50,40,30,20,10,0

ohneD (PCC-Slurry)

B (kationisch)D (PCC-Slurry)

ohneC (GCC-Slurry)


ohneF (PCC-Slurry)



Rupf

fest

igke

it [m

/s]

Rupffestigkeit vs. Füllstoff und Additiveinsatz (Aktivierung GCC/PCC)

34

4035

40

33

39

0,37 0,35 0,43 0,42 0,42 0,38


Abb. 7: SC-A Papier - Rupffestigkeit - Aktivierung GCC/PCC

20

gegenüber verringert sich bei Ein-satz von Füllstoff C die IWWS um ca. 20% (Abb. 6). Die Rupffestigkeit verringert sich •durch den höheren Füllstoffanteil um ca. 2% (Füllstoff C) bis 10% (Füllstoff F) (Abb. 7).

SC-A Papier – Aktivierung Kaolin und GCC/PCCIn den Vorversuchen wurde orientie-rend die Aktivierung beider Füllstoff-komponenten untersucht. Die Ergebnis-se rechtfertigten keine Weiterführung.

SC-B Papier – Aktivierung KaolinDurch den veränderten Faserstoffe-•intrag und das niedrigere Füllstoff-niveau liegt bei SC-B die IWWS hö-her als beim SC-A Papier.Tendenziell ergibt sich die gleiche •Aussage wie bei SC-A. Bei einer Ak-tivierung des Kaolins B kann auch bei höherem Füllstoffanteil die IWWS das Niveau der Vergleichs-versuche erreichen, bei Einsatz des Kaolins A ergibt sich eine Verringe-rung um ca. 27% (Abb. 8).Die Rupffestigkeit der Vergleichs-•versuche der SC-B Papiere ohne Aktivierung sind ca. 25% höher als die Rupffestigkeiten der SC-A Pa-piere. Der Abfall der Rupffestigkeit durch den 5% höheren Füllstoff-anteil wird durch die eingesetzten Additive nicht kompensiert. Unter-schiede zwischen den Kaolinen A und B bestehen nicht (Abb. 9).

SC- B Papier – Aktivierung GCC/PCCIm Gegensatz zu den Ergebnissen •beim SC-A Papier ist bei diesem Stoffmodell der Einfluss der Füll-stoffart auf die IWWS gering. Bei keinem Versuch konnte mit hö-herem Füllstoffanteil das IWWS-Niveau der Vergleichsversuche er-reicht werden. Die Verringerungen der IWWS lagen im Bereich 13% (Füllstoff C) bis 20% (Füllstoffe D und F) (Abb. 10).Demgegenüber sind bei der Be-•einflussung der Rupffestigkeit (Abb. 11) deutliche Unterschiede zwischen den Füllstoffen erkenn-


50

40

30

20

10

0

Glü

ckrü

ckst

and

[%]4,0

3,0

2,0

1,0

0,0ohne

Kaolin BB

Kaolin Bohne

Kaolin AB

Kaolin A

Additivtyp/Kaolintyp (Füllstoff 2: PCC E ohne Aktivierung)

Init

iale

Nas

sbru

chkr

aft [

N]

Initiale Nassbruchkraft interpoliert (Tg 38%) vs. vom Füllstoff und Additiveinsatz (Aktivierung Kaolin)

3338

3238

2,6 2,6 3,1 2,3


50

40

30

20

10

0

Glü

ckrü

ckst

and

[%]0,6

0,50,40,30,20,10,0

ohneKaolin B

BKaolin B

ohneKaolin A

BKaolin A

Additivtyp/Kaolintyp (Füllstoff 2: PCC E ohne Aktivierung)

Rupf

fest

igke

it [m

/s]

Rupffestigkeit vs. Füllstoff und Additiveinsatz (Aktivierung Kaolin)

3338

3238

0,5 0,3 0,5 0,3


50

40

30

20

10

0

Glü

ckrü

ckst

and

[%]4,0

3,0

2,0

1,0

0,0ohne

D (PCC-Slurry)B (kationisch)D (PCC-Slurry)

ohneC (GCC-Slurry)


ohneF (PCC-Slurry)



Init

iale

Nas

sbru

chkr

aft [

N]

Initiale Nassbruchkraft interpoliert (Tg 38%) vs. Füllstoff und Additiveinsatz (Aktivierung GCC/PCC)

32 36 32

39

3137

3,1 2,5 3,0 2,6 3,0 2,4


40

35

30

25

Glü

ckrü

ckst

and

[%]0,6

0,50,40,30,20,10,0

ohneD (PCC-Slurry)

B (kationisch)D (PCC-Slurry)

ohneC (GCC-Slurry)


ohneF (PCC-Slurry)



Rupf

fest

igke

it [m

/s]

Rupffestigkeit vs. Füllstoff und Additiveinsatz (Aktivierung GCC/PCC)

0,50 0,38 0,53 0,44 0,52 0,49


Abb. 8: SC-B Papier - initiale Nassbruchkraft - Aktivierung Kaolin

Abb. 9: SC- B Papier - Rupffestigkeit - Aktivierung Kaolin

Abb. 10: SC-B Papier - initiale Nassbruchkraft - Aktivierung GCC/PCC

Abb. 11: SC-B Papier - Rupffestigkeit - Aktivierung GCC/PCC

21

bar. Am geringsten wird bei Einsatz des Füllstoffs F die Rupffestigkeit verringert (5%). Die höchste Verringerung ergab sich bei Füllstoff D (25%).

Schlussfolgerungen aus den durchgeführten ArbeitenDie im Projekt gewonnen Erkenntnisse zeigen, dass durch gezielten Einsatz von Füllstoff/Additivkombinationen auf Basis Guar Erhöhungen des Füllstoffanteils in den Papieren bei Sicherung der IWWS möglich sind. Die Oberflächen-festigkeit (Rupffestigkeit) wurde in den meisten Einsatzfäl-len um mindestens 5% verringert. Die jeweils optimalen Kombinationen Füllstofftyp/Additivtyp sind abhängig vom Stoffmodell. Aus den Arbeiten wurden Empfehlungen für die jeweiligen Stoffmodelle erarbeitet (Tabelle 3 bis 5). Die Aussage „bedingt zu empfehlen“ bedeutet, dass mit die-ser Füllstoff/Additivkombination bei weiterer Optimierung (z.B. Zugabemenge) Chancen für eine weitere Verbesserung gesehen werden.Die in diesen Untersuchungen erarbeiteten Erkenntnisse ermöglichen es den Auftraggebern aus der Industrie, die gewonnen Ergebnisse zielgerichtet gemeinsam mit Papier-fabriken umzusetzen.


Füllstoff - Additiv - Kombinationen Kopierpapier

Füllstoffe Additive


Füllstoff-Typ Additiv A (anionisch) Additiv B

Galaktomannan-phosphorsäureester; anionisch

Galaktoman- nanderivat; kationisch

Füllstoff E PCC Slurry Typ 2

bedingt zu empfeh-len - Rupffestigkeit?

nicht unter-sucht

Füllstoff G PCC - Pulver Skalenoeder

nicht untersucht bedingt zu empfehlen - Rupffestig-keit?

Füllstoff - Additiv - Kombinationen SC-A



Füllstoff-Typ Additiv B

Galaktomannanderivat; kationisch

Teil 1 Aktivierung Kaolin - PCC ohne Aktivierung

Füllstoff A Kaolin Lagerstätte A nicht zu empfehlen

Füllstoff B Kaolin Lagerstätte B bedingt zu empfehlen - Rupffestigkeit?

Teil 2 Aktivierung GCC/PCC - Kaolin ohne Aktivierung

Füllstoff C GCC Slurry ohne Disper-giermittel

bedingt zu empfehlen - IWWS?

Füllstoff D PCC Slurry Typ 1 zu empfehlen

Füllstoff F PCC Slurry, Skalenoeder mit 35% Aragonit

bedingt zu empfehlen - Rupffestigkeit

Füllstoff - Additiv - Kombinationen SC-B



Füllstoff-Typ Additiv B

Galaktomannanderivat; kationisch

Teil 1 Aktivierung Kaolin - PCC ohne Aktivierung

Füllstoff A Kaolin Lagerstätte A nicht zu empfehlen

Füllstoff B Kaolin Lagerstätte B bedingt zu empfehlen - Rupffestigkeit?

Teil 2 Aktivierung GCC/PCC - Kaolin ohne Aktivierung

Füllstoff C GCC Slurry ohne Disper-giermittel

bedingt zu empfehlen - IWWS? -Rupffestigkeit?

Füllstoff D PCC Slurry Typ 1 nicht zu empfehlen

Füllstoff F PCC Slurry, Skalenoeder mit 35% Aragonit

bedingt zu empfehlen - IWWS?

Tabelle 3: Füllstoff-Additivkombinationen für Kopierpapier-Bewertung

Tabelle 4: Füllstoff-Additivkombinationen für SC-A Papier-Bewertung

Tabelle 5: Füllstoff-Additivkombinationen für SC-B Papier-Bewertung

Dr. Herbert Berger 0049 3529 551 660 [email protected]

Projektpartner:

Kontakt

Christian KohlAmberger Kaolinwerke Eduard Kick GmbH & Co. KG [email protected]

Edward NowakDanisco Deutschland GmbH [email protected]

Maximilian LaufmannOmya International AG [email protected]

Klaus HoelzerSchaefer Kalk GmbH & Co. KG [email protected]

22 PTS NEWS 03/2009 KundenprojeKte

PaPierfabrik klingele senkt energiekosten mit Hilfe dessystemCHeCk energy®

Im Rahmen eines Beratungsprojektes bei der Papierfabrik Klingele am Standort Weener erhielt die PTS Ende 2008 den Auftrag, eine Analyse zur Verbesserung der Energieeffizienz durchzuführen. Insgesamt konnten 27 Einzelmaßnahmen, mit einem mittleren Paybackzeitraum von etwa einem Jahr, erarbeitet werden. Die Umsetzung der Maßnahmen ermög-licht eine Reduzierung des derzeitigen Energiebedarfes von KLINGELE.

AufgabenstellungAuch bei Klingele Papierwerke GmbH & Co. KG steht seit einiger Zeit der Energiebedarf des Werks im Fokus. Als innovatives Unternehmen, das gegenüber neuen techno-logischen Ansätzen aufgeschlossen ist, hat Klingele in der Vergangenheit bereits sehr erfolgreich intensive Anstren-gungen zur Senkung der Energiekosten durchgeführt. Die Errichtung des neuen EBS-Kraftwerks ist nur ein Beispiel dafür. Dennoch gibt sich Klingele mit den bisher erzielten Ergebnissen nicht zufrieden. In diesem Rahmen wurde die PTS mit ins Boot geholt, um aus dem Blickwinkel eines externen Beraters die Energiesituation und Effizienz des Standortes zu bewerten und neue Wege für eine weitere Reduzierung des Energiebedarfs aufzuzeigen. Klingele pro-duziert am Standort Weener zweilagige Wellpappenrohpa-piere. Als Rohstoff wird zu 100% Altpapier eingesetzt. Die Produktionskapazität in Weener liegt bei 250.000 t. Ziel der PTS-Studie war die Analyse und Bewertung der gesamten Energiesituation von der Erzeugung bis zum Einzelverbrau-cher im Werk. Die Untersuchung gliederte sich in:

Dokumentation und Bewertung des Ist-Zustandes•Vergleich mit anderen Anlagen•Identifizierung von Einsparpotenzialen•Maßnahmenplan zum Erzielen der Einsparung•

VorgehensweiseDer für diese Studie angewandte PTS SystemCheck Energy ist eine technologische Beratungsdienstleistung der PTS zur Beurteilung der Energieeffizienz und Identifizierung von Einsparpotenzialen. Kernstück ist eine umfassende und sys-tematische Vorgehensweise, deren Basis eine in zahlreichen

Untersuchungen erprobte Methodik ist. Sie ermöglicht eine ganzheitliche Betrachtung des gesamten Standortes und bietet damit die maximale Nutzung von Synergien über be-stehende Systemgrenzen hinaus.

ProjektergebnisseEine Gegenüberstellung mit anderen Werken zur Produk-tion von Wellpappenrohpapier zeigte, dass der spezifische Gesamtenergiebedarf von KLINGELE auf einem niedrigen Niveau liegt. Während der Wärmebedarf unter dem sor-tentypischen Mittelwert bleibt, liegt der Stromverbrauch im mittleren Bereich, wie Abbildung 1 verdeutlicht.Obwohl KLINGELE also energetisch gut aufgestellt ist, konnten im Rahmen des Projekts durch die systematische Vorgehensweise des PTS SystemCheck Energy neue Poten-ziale für KLINGELE aufgezeigt und vorgeschlagen werden.Die meisten Einsparmöglichkeiten zeigten sich im Bereich Lufttechnik, Dampf- und Kondensatsystem sowie Pumpen und Antriebe. Exemplarisch werden nachfolgend einzelne Ansatzpunkte zur Verbesserung der Energienutzung bei KLINGELE vorgestellt.

VakuumsystemZur Erzeugung des Vakuums werden bei KLINGELE vor-wiegend Wasserringpumpen genutzt. Die Dichtwassertem-peratur während des Untersuchungszeitraumes lag über dem typischen Temperaturniveau. Ideal sind Temperaturen zwischen 20 bis 30 °C, um die Effizienz und Lebensdau-er der Pumpe zu erhöhen sowie Kavitation zu vermeiden. Durch Reduzierung der Dichtwassertemperatur wird eine Erhöhung des Ansaugvolumenstromes ermöglicht. Mit einer Drehzahlabsenkung durch ein verändertes Überset-zungsverhältnis erfolgt die Anpassung an den tatsächlich benötigten Luftbedarf. KLINGELE kann durch Absenkung der Dichtwassertemperatur den spezifischen Energiebedarf im Vakuumsystem weiter spürbar reduzieren. Die Payback-zeit für diese Maßnahme liegt unter zwei Jahren, wobei

Klingele Mittelwert von Werken zur Produktion von WPR

Wärme Strom

spez

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darf

Abb. 1: Gegenüberstellung des spezifischen Energieverbrauchs Abb. 2: Wärmeverluste am Luftkondensator durch undichte Armaturen

23PTS NEWS 03/2009 KundenprojeKte

der Aufbau eines Kühlturms und die Anpassung der Über-setzungsverhältnisse als Investitionskosten berücksichtigt worden sind.

Dampf- und KondensatsystemDie Isolierung der Rohrleitungen im Dampf- und Konden-satsystem ist heute Stand der Technik. Nicht immer sind jedoch Armaturen, Regelventile und sonstige Einbauten konsequent auch gerade an schwer zugänglichen Stellen isoliert. Eine detaillierte Auflistung der betreffenden Stel-len mit genauer Positionsbeschreibung wurde in Form eines gesonderten Berichts, in dem Infrarotbild und reales Bild gegenübergestellt sind, an KLINGELE übergeben. Das An-bringen der Isolationen rechnet sich im Durchschnitt aller Maßnahmen innerhalb von einem Jahr.Weiterhin wurden mit Hilfe der Wärmebildkamera an einem nicht im Betrieb befindlichen Luftkondensator Wärmever-luste sichtbar: Ein im Prozessleitsystem als geschlossenen dargestelltes Dampfventil war undicht. Verluste dieser Art an abgelegenen Anlagenteilen sind im laufenden Betrieb äußerst schwer erkennbar.

LufttechnikEin Druckluftkompressor setzt ca. 92% der eingesetzten elektrischen Energie in Wärme um. Aus diesem Grund be-steht die Notwendigkeit, Kompressoraufstellräume gut zu belüften. Sinnvoll ist es, die Abwärme zu nutzen. Im Fall von KLINGELE wurde empfohlen, die warme Abluft der Kompressoren gezielt der Maschinenhaube zuzuführen. Dadurch kann der Anteil kalter Leckluft aus der Halle in die Haube verringert werden. Durch diese Maßnahme kann der Dampfverbrauch wesentlich reduziert werden.

DruckluftsystemIm Bereich des Druckluftsystems wurde KLINGELE emp-fohlen, den derzeitigen Netzdruck weiter zu reduzieren. ZusammenfassungInsgesamt wurden 27 Einzelmaßnahmen erarbeitet und wirt-schaftlich bewertet. Für einen Großteil der identifizierten Maßnahmen (siehe Abbildung 3), beträgt die Paybackzeit weniger als zwei Jahre. Im Rahmen des Projektes konnte ein weiteres Einsparpotenzial an dem Standort aufgedeckt und entsprechende hilfreiche Vorschläge gemacht werden. Die Ergebnisse dieses Projektes zeigen deutlich, dass auch bei Anlagen mit geringem spezifischem Energiebedarf durch eine systematische und umfassende Betrachtung wirtschaft-lich attraktive Energieeinsparpotenziale ermittelt werden können. Wesentlicher Bestandteil einer erfolgreichen Nut-zung dieser Potenziale ist die nachhaltige Implementierung der Maßnahmen und ein begleitendes Monitoring der Er-folge. Letzten Endes entscheidet der effiziente Umgang mit Energie auch über die Wirtschaftlichkeit eines Standortes.

Payback 2a

Payback 3a

Payback 10

a

Payback 1a

1

10

100

1.000

1 10 100 1.000

Investment / k€

Eins

paru

ngen

/ k

€/a

Dampf- und KondensatsystemLufttechnik TrockenhaubenPumpen und AntriebeVakuumsystemDrucklufttechnikAbwasserreinigungsanlage

Abb. 3: Maßnahmenportfolio

Daniela Römer 0049 89 12146 224 [email protected]

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24 PTS NewS 03/2009 KundenprojeKte

ERFOLGREICHE INSTALLATION DES PTS-SOFTSENSORS „VIRTUELLE FRAKTIONIE-RUNG“ BEI NORSKE SKOG

Anhand der Daten aus der Faserlän-genanalyse erfolgt nun mehrmals täglich mit der in die Betriebsabläufe bei Norske Skog integrierten Soft-ware eine automatisierte Berechnung von Faser-Fraktionen (siehe Abb. 1). Die erzeugte TMP-Qualität kann so mit einer deutlich gesteigerten Prüf-dichte überwacht werden. Aufwändi-ge händische Labor-Fraktionierungen ge hören der Vergangenheit an."Nach umfangreicher Evaluierung sind wir von den verlässlichen Ergeb-nissen der Software überzeugt und ar-beiten gemeinsam mit L&W und der PTS am Ausbau der Einsatzbereiche in unserer Produktion", lobt Dr. Hu-cke von Norske Skog Focus AS die Zu-sammenarbeit (siehe auch Abb. 2).Technische Details und Hintergründe zum Einsatz von Faserlängenanalyse und PTS-Softsensor zur Qualitätssi-cherung werden auf dem PTS Faser-stoff Symposium am 24.-25.11.09 in Dresden in einem Vortrag von Norske Skog erläutert.

Mas

sena

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l [%

]

60

50

40

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0R14 R14

Soft-McNett

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McNett

R50 R50Soft-

McNett

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McNett

R200 R200Soft-

McNett

D200 D200Soft-

McNett

Abb. 1: Beispiel für die automatisierte Berechnung von Faser-Fraktionen

Abb. 2: Vergleich manueller McNett-Fraktionierung mit PTS-SoftMcNett

Sven Altmann 0049 3529 551 634 [email protected]

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Der auf der Zellcheming 2009 vorgestellte Softsensor PTS-SoftMcNett ergänzt seit Juni die Installation des Lorentzen&Wettre FiberTester’s bei Norske Skog in Duisburg-Walsum.

PTS FASERSTOFF SyMPOSIUM AM 24 .-25 . NOVEMBER 2009 IN DRESDEN

Das Symposium vermittelt einen aktuellen Überblick über das Spektrum der global verfügbaren Faserstoffe und der Entwicklungstrends. Dabei fokussiert sich die Anwendung von Faserstoffen auf die Produktgruppen der Spezialpapiere sowie der hochwertigen grafischen und Verpackungspapiere einshcließlich Faserverbundmaterialien.



Klein- und mittelständische Unternehmen des Freistaates Sachsen können sich die Integration neuer Technologien fördern lassen - die PTS unterstützt die Unternehmen dabei als kompetenter Partner.

Das Sächsische Staatsministerium für Wirtschaft und Ar-beit (SMWA) fördert den Transfer innovativer Technologien in kleine und mittlere Unternehmen (kmU) des Freistaates Sachsen. Carsten Stuhldreher vom Referat Technologiepo-litik und Technologieförderung des SWMA erläuterte die Fördermöglichkeiten am 19. August 2009 vor Vertretern sächsischer Papiererzeuger. Eingeladen hatte der Verband Ostdeutscher Papierfabriken e.V.Stuhldreher machte deutlich, dass die Förderung kleine und mittlere Unternehmen in die Lage versetzen soll, moderns-te Verfahrens- oder Produktinnovationen im Unternehmen einzuführen und so wettbewerbsfähiger zu werden. Geför-dert wird das kmU als Technologienehmer, das Leistungen eines Technologiemittlers in Anspruch nehmen kann. Förderfähig sind vorrangig Projekte in Zukunftstechnolo-gien zur Unterstützung des Technologietransfers in kmU. Inhalt dieser Projekte soll die Übertragung bereits entwi-ckelter Produkt- oder Verfahrensinnovationen unmittelbar von einem Technologiegeber oder mit Unterstützung eines Technologiemittlers auf einen oder mehrere Technologie-nehmer sein.Die Förderung soll dazu beitragen, den Technologiebedarf der kmU zu decken und das mit der Integration neuer Tech-nologien verbundene technische und finanzielle Risiko zu mindern. Das Förderprogramm unterstützt daher kmU in Sachsen als Technologienehmer, unabhängig von Herkunft und Unternehmensform des Technologiegebers.Als Technologiegeber können fungieren:

Hochschulen, •außeruniversitäre Forschungseinrichtungen und •außeruniversitäre wirtschaftsnahe Forschungseinrichtun-•gen sowie Unternehmen.•

Zur Einführung einer neuen Technologie können die kmU Beratungsleistungen eines Technologiemittlers in Anspruch nehmen. Technologiemittler können Technologiezentren (Technologieagenturen, Technologietransferzentren, Tech-nologiegründerzentren, Transferstellen der universitären und außeruniversitären Einrichtungen) sowie Beratungsun-ternehmen im Freistaat Sachsen sein. Förderfähig sind Investitionen (Technologieerwerb von Technologiegebern) und Beratungsleistungen (von Techno-logiemittlern), wobei folgende förderfähige Kosten anteilig als nichtrückzahlbarer Zuschuss gefördert werden:

Kosten für immaterielle Investitionen (Erwerb von Pa-•tentrechten, Lizenzen, Know-how oder nicht patentier-tem Fachwissen, Anpassungsentwicklung),

Kosten für materielle Investitionen (Erwerb von Anla-•gen, Maschinen und Ausrüstungsgütern),Kosten für die Inanspruchnahme von Beratungsleistun-•gen (Projektmanagement, Innovationsberatungs- und Transferdienste, technische Unterstützung sowie Schu-lung von Mitarbeitern).

Die PTS in Heidenau kann sowohl als Technologiegeber wie auch als Technologiemittler von kmU in Sachsen in An-spruch genommen werden. Ausführliche Informationen sind im Internet abrufbar un-ter: www.sab.sachsen.de/technologietransfer.

FöRDERUNG DES TECHNOLOGIETRANSFERS IN SäCHSISCHE KMU

Konditionen Details

Höhe für Investitionen maximal 50 Prozent der •zuwendungsfähigen Kosten in kleinen Unter-nehmen und bis zu 40 Prozent in mittleren Unternehmen gemäß KMU-Definitionmaximal 75 Prozent der zuwendungsfähigen •Kosten für Beratungsleistungen von Technolo-giemittlern

Höchstbetrag EUR 500 .000 pro Jahr und Antragsteller•Die Förderung von Beratungsleistungen darf •sich in einem Zeitraum von drei Jahren nicht auf mehr als EUR 200 .000 pro Antragsteller belaufen .Die Kosten für materielle Investitionen sind •bezogen auf die Projektgesamtkosten nur bis zu einem Anteil von 50 Prozent förderfähig .

Kleine und mittlere Unternehmen (KMU-Kriterien)

Mittlere Unternehmen werden als Unternehmen defi-niert, die

weniger als 250 Mitarbeiter und mit entweder•einem Jahresumsatz von höchstens 50 Mio. € oder•einer Jahresbilanzsumme von höchstens 43 Mio. €.•

Kleine Unternehmen sind Betriebe, dieweniger als 50 Mitarbeiter und mit entweder•einem Jahresumsatz von höchstens 10 Mio. € oder•einer Jahresbilanzsumme von höchstens 10 Mio. €.•

Dr. Frank Miletzky 0049 89 12146 184 [email protected]

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26 PTS NewS 03/2009 MesstechnIK

SCHNELLANALyTIK VON PAPIERINHALTSSTOFFEN

Einfaches Handling und schnelle Analyse standen im Vor-dergrund bei der Entwicklung des neuen Messsystems zur Papieranalyse. Es wurde im Rahmen eines im Sommer ab-geschlossenen Forschungsprojektes entwickelt.

Papierinhaltsstoffe sind auch heute in den Papierfabriken nur selten am fertigen Produkt schnell bestimmbar. Der dafür nötige personelle und analytische Aufwand kann in den meisten Papier produzierenden Unternehmen aufgrund des fehlenden Know-hows und Equipments nicht betrieben werden. Der enorme Zeit- und Kostendruck in den Papierfa-briken steht einer solchen umfassenden Qualitätskontrolle außerdem entgegen. Um genau diesen Bedarf zu decken, wurde der Paperanalyzer zum Einsatz in der Qualitätskont-rolle an fertigen Papieren entwickelt.Um ohne jede Probenvorbereitung an Papieren verzöge-rungsfrei und mit einfachem Handling Papierinhaltsstoffe wie verschiedene Füllstoffe und Leimungsmittel bestimmen

zu können, eignet sich das spektroskopische Messverfahren im nahen Infrarot (NIR). Bei der technischen Realisierung des Paperanalyzers erfolgte aus diesem Grund die Nutzung eines NIR-Diodenarray-Spektrometers. Auf Basis dieser Kon-figuration wurden die Entwicklungen diverser qualitativer und quantitativer Modelle durchgeführt, die als Vorausset-zung dienen, um letztlich u. a. Aussagen zum Lignin-, Lei-mungsmittel- oder Füllstoffgehalt der untersuchten Papiere liefern zu können. Die Hardware und Bedienungsoberfläche des Paperanalyzers zeigen die Abbildungen 1 und 2.Das Zusammenspiel der auf die Bedürfnisse angepassten Hardware sowie einer in partnerschaftlicher Kooperation entwickelten, flexibel einsetzbaren Software, wurde bereits für eine Einsatzmöglichkeit umfangreich getestet. In diesem speziellen Fall war der Gehalt an klebenden Verunreinigun-gen (Mikrostickies) zu prüfen.Klebende Verunreinigungen verursachen während der Pa-pierherstellung erhebliche Schwierigkeiten in Form von

Abb. 2: Paperanalyzer - Bedienungsoberfläche

Abb. 1: Paperanalyzer - Hardware

27PTS NewS 03/2009 MesstechnIK

Ablagerungen in der Stoffaufbereitung und in der Papier-maschine. Parallel zur Ausschleußung solcher Störstoffe ist eine Prozesskontrolle zur Bewertung der Stickybeladung unabdingbar. Als Schnellverfahren bietet sich nach erfolg-reicher Kalibrierung der Einsatz des Paperanalyzers an. Die Abbildung 3 zeigt die Resultate in zwei Einsatzfällen.Neben dem Einsatz zur Bestimmung klebender Verunreini-gungen sind für den Paperanalyzer weitere Applikationsbe-reiche denkbar wie die Beurteilung der Zweiseitigkeit von Papieren oder die Qualitätsbewertung von Faserstoffen u. a. an Wellpappenrohpapieren oder auch an fertigen Verpa-ckungen (Wellpappen). Der Paperanalyzer ist nicht nur für den Laboreinsatz am fertigen Papier bei den Herstellern ge-eignet, sondern kann prinzipiell auch Stoffproben aus den unterschiedlichsten Produktionsabschnitten bewerten. Vor-aussetzung dafür sind Proben, die nicht zu feucht sind und darauf angepasste NIR-Modelle.

Referenz

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t [%

]

Proben1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

6

5

4

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Referenz NIR

Extr

akti

onsg

ehal

t [%

]

Proben1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

6

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Abb. 3: Vergleich der Referenz- und vorhergesagten Extraktgehalte zur Bestimmung der klebenden Störstoffe

Petra Behnsen 0049 3529 551 685 [email protected]

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WEITERENTWICKLUNG: NEUE DOMAS-VERSION 3 .0 IM DEZEMBER VERFüGBAR

Seit Jahren wächst die DOMAS-Nutzergemeinschaft und zeigt: DOMAS ist bei Schmutzpunkt- und Stickymessungen ein Quasistandard in der Papierindustrie. Um dem Rech-nung zu tragen, wird die PTS auch in Zukunft verstärkt in die Weiterentwicklung des DOMAS-Systems investieren. Die zum Jahresende erwartete Version 3.0 verspricht u.a. einen „Quantensprung“ bei der Scannerkalibrierung. Auf Basis umfangreicher Tests verschiedener Scanner wur-de der Flachbettscanner Epson Perfection V750 in die neue DOMAS-Version so eingebunden, dass die Vergleichbarkeit der Systeme stark verbessert werden konnte. Auftretende Exemplarstreuungen der hochwertigen Scanner werden durch eine penible Qualitätskontrolle der Hardware in der PTS festgestellt und mit Korrekturparametern ausgeglichen. Eine neuentwickelte Software zum Einscannen der Bilder aus DOMAS heraus kompensiert gerätespezifische Abwei-chungen. Aufgesetzte Auswertemodule können von einer Geräte unabhängigen Abbildung der Proben ausgehen.Damit kann auch auf zukünftige Entwicklungen am Scanner-markt reagiert werden. Weiterhin ermöglicht dieses Verfah-ren, das DOMAS-System nach einem Lampenwechsel oder Reparaturen des Scanners neu zu kalibrieren, ohne das Wer-

teniveau in den Anwendungsmodulen zu verändern. Nach-kalibrierungen und turnusmäßige messtechnische Kontrollen wird die PTS als Service anbieten. Das gilt natürlich nicht nur für die Schmutzpunkt- oder Stickymessung, sondern auch für alle anderen DOMAS-Module. Die ersten Erprobungen mit mehreren Geräten an der PTS verliefen sehr erfolgreich, so dass die serienmäßige Umsetzung erfolgen kann.Damit auch der Erfahrungsaustausch mit und zwischen den DOMAS-Nutzern nicht zu kurz kommt, plant die PTS für das nächste Jahr ein DOMAS-Kundenseminar. Im Mit-telpunkt werden der Erfahrungsaustausch und zukünftige Entwicklungen stehen. Schon jetzt können Sie der PTS gern Themen nennen, die Sie besonders interessieren.

Jörg Hempel 0049 3529 551 659 [email protected]

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DyNAMISCHE DIFFERENZKALORIMETRIE ERWEITERT DIE FASER- UND PAPIERANALyTIK

Mit einem neuen Differenz-Wärmestrom-Kalorimeter kann die PTS einen wichtigen Beitrag zur Beurteilung der Wech-selwirkungen der Faser- und Celluloseprodukte mit Wasser und deren Einfluss auf die Trocknung liefern. Zudem er-möglicht dieses Verfahren eine Qualitätskontrolle bei der Erzeugung und Verarbeitung von Kunststoffen.

Das DSC-System (Differential scanning calorimeter) der Firma Firma Mettler-Toledo deckt einen Temperaturbereich von -70°C bis 600°C ab. Das Messprinzip besteht darin, dass über einen Sensor der Wärmestrom einer Probe im Vergleich zu einer Referenz gemessen wird. Beim Abküh-len oder Aufheizen wird die Differenz des Wärmestroms erfasst. Die Wärmestromdifferenzen entstehen durch auf-genommene oder abgegebene Wärme der Probe. Sie sind u. a. Folge von thermischen Effekten wie

Schmelzen, •Kristallisieren, •Phasenübergängen oder •chemischen Reaktionen. •

Für die Analyse genügen bereits wenige Milligramm einer Probe. Chemische Reaktionen können sowohl in inerter Stickstoffatmosphäre als auch in Luftatmosphäre verfolgt werden. Abhängig vom eingestellten Temperaturprogramm ergeben sich so stofflich charakteristische Peaks und Kur-ven, die auf chemische und strukturelle Eigenschaften der Probe zurückzuführen sind.Das Messsystem ist auch eine wichtige Unterstützung der PTS-Forschung. So findet es Anwendung in dem vom Bun-desministerium für Wirtschaft und Technologie geförderten Forschungsprojekt IGF 15707 „Cellulose-Mikrofibrillen“. Ziel dieser Arbeiten ist die Entwicklung einer Methode zur

Bestimmung unterschiedlich gebundener Formen von Was-ser an feinteiligen Celluloseprodukten. Diese werden unter dem Schlagwort „Nanocellulose“ bereits vermarktet oder befinden sich im Versuchsstadium.Grundlage der Entwicklung sind die chemisch-physikali-schen Wechselwirkungen von Cellulose und hydrophilen Gruppen der Faser mit Wassermolekülen. Diese führen zu einer Veränderung des physikalischen Verhaltens des Was-sers innerhalb des Porensystems der Faser. Zu erkennen ist dies an einer Verringerung der Schmelztemperatur (Gefrier-punktserniedrigung) des Wassers. Enthält die Faser aus-reichend Wasser, liegt dieses in drei unterschiedlichen Zu-standformen vor. Werden gequollene Zellstoffe schrittweise entwässert und getrocknet, so erfolgt zunächst die Abgabe des freien und gebundenem aber dennoch gefrierendem Wassers. Der übrige Masseanteil an gebundenen aber nicht gefrierenden Wasser beträgt ca. 20-30 %. Er zeigt so starke

DSC-Messsystem im Einsatz

-12

-10

-8

-6

-4

-2

0

-8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6

Temperatur / °C

Schm

elze

ntha

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(exo

^) /

mW

feuchter ZellstoffWasser

Schmelzkurve von entionisiertem Wasser und Wasser in einem Zell-stoff. Das Schmelzen des ionisierten Wassers beginnt bei 0 °C. Das in der Faserwand gebundene Wasser schmilzt bereits bei -4 °C.

29PTS NewS 03/2009 MesstechnIK

Wechselwirkungen zur Faser, dass es selbst bei einer Tem-peratur von -70°C nicht gefriert. Aufgrund der sehr hohen zugänglichen Oberfläche von Nanocellulosen sind Verände-rungen zu erwarten, die einen Einfluss auf die Verarbeitung der Celluloseprodukte haben können. Die Untersuchungen mit der DSC werden daher einen wichtigen Beitrag zur Be-urteilung der Wechselwirkungen der Faser- und Cellulose-produkte mit Wasser und deren Einfluss auf die Trocknung liefern.

Qualitätskontrolle „Kunststoffe“ Die thermische Analyse über ein DSC-Messsystem ist auch ein klassischer Bestandteil der Qualitätskontrolle bei der Er¬zeugung und Verarbeitung von Kunststoffen. Die mo-nomeren und polymeren Bestandteile besitzen unterschied-liche physikalisch/chemische Eigenschaften, die jeweils indivi¬duelle Enthalpieänderungen beim Aufheizen und Abkühlen zeigen. Dadurch können die Zusammensetzung eines Polymers und Harzes sowie Spannungen im Material in Folge mangelnder Zufuhr von Wärme beim Aushärten ermittelt werden. Für die Papier verarbeitende Industrie können mit diesem Verfahren die Erweichungstemperatur bzw. das Schmelz- und Erstarrungsverhalten von Polymerbestandteilen in Pa-pieren und Verbundwerkstoffen und daraus hergestellten Produkten und deren Einzelkomponenten ermittelt werden.

Mögliche Anwendungen sind die Charakterisierung des Heißsiegelverhaltens von Kunststofffolien sowie des Erwei-chungs- und Erstarrungsverhaltens von Klebematerialien in der Verpackungserzeugung. Weitere Einsatzgebiete liegen in der Herstellung von Foto- und Druckpapieren, die zum Beispiel mit LDPE kaschiert werden. Das DSC-Messsystem ermöglicht es der PTS, in zukünftigen Projekten weitere Methoden zu entwickeln und damit ihr Angebot für die Qualitätskontrolle auszubauen.

Tiemo Arndt 0049 3529 551 643 [email protected]

Irene Pollex 0049 3529 551 611 [email protected]

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Reklamationen können ein hervorragendes Mittel sein, um Optimierungsmöglichkeiten in Unternehmen zu erkennen. Sie sind eine wichtige Säule für die Kommunikation mit Kunden und für den eigenen kontinuierlichen Verbesse-rungsprozess. Jede Reklamation bedeutet Kundenkommu-nikation. Häufig sind Reklamationen eigentlich Optimie-rungswünsche des Kunden für das existierende Produkt und damit wichtige Hinweise für Produktverbesserungen. Als unabhängige Institution kann die PTS in diesem sen-siblen Bereich besonders gut Lösungen erarbeiten, die die Interessen aller beteiligten Partner berücksichtigen und nicht teuer sein müssen. Das PTS-Know-how erstreckt sich von einer exzellenten Fehleranalyse der reklamierten Produkte über die Ursachenermittlung bis zur Erarbeitung von Produkt- und Prozessinnovationen. Die PTS-Experten unterstützen auch die Auswertung qualitätsrelevanter Da-ten, arbeiten im 8D-Team mit und moderieren auf Wunsch Workshops.Die PTS erarbeitet konkrete Vorschläge und Lösungen zur Beseitigung der erkannten Ursachen. Beispiele sind die Optimierung der Ausrüstung oder die Durchführung von Labor- und Technikumsversuchen zur Verbesserung der Produkteigenschaften. Auf Wunsch überwacht die PTS auch die vorgeschlagenen Maßnahmen (Wareneingangs-kontrolle etc.).

Die breiten Leistungsangebote der PTS, z. B. moderne La-boratorien mit physikalischer Papierprüfung, chemischer und instrumenteller Analytik (REM, NIR- und FTIR-Spekt-roskopie etc.), Technikumsanlagen und firmenspezifische Inhouse-Schulungen können in eine Gesamtlösungsstrate-gie eingebunden werden.Durch gezielte Inanspruchnahme dieses Know-hows über die gesamte Papierwertschöpfungskette können Unter-nehmen ihr Wissen ergänzen und fehlende Kapazitäten ausgleichen, um Produkte und Produktionsabläufe zu ver-bessern. Und falls Streit nicht vermeidbar ist: Die hohe Kompetenz und die strikte Neutralität der PTS-Gutachter werden auch von Gerichten anerkannt.

PTS-KNOW-HOW UNTERSTüTZT REKLAMATIONSMANAGEMENT

Dr. Thomas Schönherr 0049 3529 551 613 [email protected]

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PRAxISBERICHT: FORMATIONSMESSUNG MIT EINER KAMERA VON PROCEMEx

Die PTS hat im Rahmen des Forschungsprojektes IW 070117 einen Standardvorschlag zur Online-Formationsbewertung formuliert. Der Vorschlag beschreibt die Anforderungen an die Hardware und das grundsätzliche algorithmische Vorge-hen bei der Formationsbewertung (siehe Forschungsreport).

Die Umsetzbarkeit in der Praxis wird derzeit mit einem On-line-Kamerasystem von Procemex getestet. Dabei werden online Bilder in einer Papiermaschine aufgenommen und anschließend mit einem Softwaremodul der PTS bewertet. Die Ergebnisse zeigen, dass die gewählten Aufnahmepara-meter eine Formationsanalyse ermöglichen. PROCEMEX ist ein führender Lieferant von Abrissanaly-se- und Bahnüberwachungssystemen für den Papier- und Drucksektor auf dem europäischen und dem asiatischen Markt. Die Formationsanalyse wird in Zukunft, basierend auf einer im Hause von Procemex entwickelten hochauflö-senden Flex-Kamera, Bestandteil des Bahninspektionssys-tems sein.Die im Rahmen der Praxiserprobung verwendete Hardware besteht aus einer Procemex-Flex-Kamera mit 1,3 Mio. Bild-punkten (1280x1024 Pixel) und einer Procemex-FlexFlash-Light-Lichtquelle, die 90 LEDs im Blitzbetrieb zur Beleuch-tung betreibt.Für die ersten Untersuchungen wurde eine Pixelgröße von circa 70 µm je Pixel gewählt. Die Belichtungszeiten wurden zwischen 10 und 40 µs variiert. Diese Zeiten stellen einen Kompromiss dar. Je länger die Aufnahmezeit ist umso kon-trastreicher werden die Bilder der Papiere. Allerdings be-wegt sich die Papierbahn im Onlinebetrieb natürlich weiter, was dazu führt, dass längere Aufnahmezeiten zu unschar-fen Abbildungen führen. Die hier gewählten Parameter füh-ren zu auswertbaren scharfen Bildern. Bei schnelleren Papiermaschinen stellen höhere Pixelgrö-ßen die erste Optimierungsoption dar. Zum Vergleich: im Labor werden üblicherweise Pixelgrößen von 120 bis 250 µm für Formationsuntersuchungen realisiert.Die Bilder wurden mit den im Standardvorschlag beschrie-benen Algorithmen bewertet. Dazu wurde ein Softwaremo-dul der PTS verwendet. Dabei zeigten sich produktions-abhängige Änderungen in den Parametern Kontrast und Wolkigkeit – bei stabilen PM-Einstellungen war die Varia-tion dieser Parameter gering. Für die Orientierung wurden immer geringe Werte registriert, d.h. die Papiere zeigen kei-ne vorherrschende Orientierung in MD- oder CD-Richtung.Die Soft- und Hardware lieferten über die gesamte Erpro-bungszeit stabile Ergebnisse. Der Test kann als erfolgreich bewertet werden. Bei Interesse kann die PTS also zukünftig auch in anderen Papierfabriken kamerabasierte Formations-untersuchungen anbieten.Weitere Infos zu PROCEMEX: www.procemex.de.

Procemex-Messsystem zur Online-Formationsanalyse

Björn Zimmermann 0049 3529 551 687 [email protected]

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PTS-SEMINARANGEBOT 2010 ONLINEErweitern Sie Ihr Wissen und planen Sie jetzt Ihre Teil-nahme an den Symposien, Seminaren und Worskhops der PTS im kommenden Jahr. Alle Veranstaltungen stehen mit einer Kurzbeschriebung online in unserem Veranstaltungsplan aufwww.ptspaper.de/seminare.htmlDie Veranstaltungen der PTS werden jedes Jahr aktua-lisiert. Um möglichst alle neuen Entwicklungen zu be-rücksichtigen, werden die Programme 6-8 Wochen vor der Veranstaltung veröffentlicht und können dann unter der o.g. Internetadresse abgerufen werden.

31PTS NewS 03/2009 weiterbildung

14. PTS-CTP Deinking-SymPoSium in münChen

Das 14. PTS-CTP Deinking Symposium wird unter der Lei-tung von Dr. Elisabeth Hanecker und Dr. Bruno Carré vom 27. - 29. April 2010 in München stattfinden - zum siebten Mal gemeinsam mit dem Centre Technique du Papier (CTP).

Die wachsende Notwendigkeit des Recycling, steigende Nutzung deinkter Altpapierstoffe, eine prekäre Altpapier-verfügbarkeit, Fragen zu Altpapiersortierung und Kontrolle der Altpapierqualität sowie zur Wassernutzung erfordern neue Technologien und Prozesse. Neuentwicklungen in der Drucktechnik und der Einsatz von chemischen Additiven in der Papierverarbeitung stellen zusätzliche Herausforde-rungen für das Recycling dar. Die steigenden Energie- und Entsorgungskosten fordern von der gesamten Wertschöp-fungskette, die Recyclingtechnologie in einer kostengüns-tigen Art und Weise zu verbessern. Für diese Fragen und Herausforderungen will das PTS-CTP Deinking Symposium Lösungsansätze aufzeigen. Ziel ist ein optimierter Umgang mit Altpapier in der gesamten Wertschöpfungskette – von der Papierherstellung über die Verarbeitung und den Druck bis hin zur Sammlung, zur Sortierung und zum Transport der gebrauchten Papiere. Themenschwerpunkte werden sein:Markt und Trends Altpapiermarkt, Europäische Richtlinien und Rahmenbedin-gungen, Erfassungs- und Sortiersysteme, Papierkreisläufe und Grenzen des Recyclings, Wertschöpfungskette Papier-Druck

Deinkingtechnologie und energieeffiziente ProzesseDruckfarbenentfernung, Chemikalieneinsatz, neue Möglich-keiten zur Abtrennung von Stickys und unerwünschten Fremdstoffen, Anlagenkonzepte und Design, Praxisberich-te, Messverfahren und Qualitätskontrolle, simulationsge-stützte Optimierung Drucktechniken und Auswirkungen auf die Deinkbarkeit Entwicklungen im Bereich der Drucktechniken Offset, Tief-druck, Flexo und DigitaldruckPapierfremde Bestandteile und klebende Verunreinigungen Entwicklungen bei Klebstoffen und Klebetechniken, Auswir-kungen auf die Rezyklierbarkeit grafischer PapiereUmweltaspekte beim Papierrecycling und DeinkingÖkologische Aspekte, Biorefinerie, Verbesserung in der Wasser-, Energie- und Abfalltechnologie

www.Deinking-SymPoSium.De

inTernaTional SCienTifiC SymPoSium on aPPlieD inTerfaCe ChemiSTry

Für den 9. und 10. Februar 2010 führt die PTS ihr "Inter-national Scientific Symposium on Applied Interface Che-mistry". durch. Die PTS organisiert dieses Symposium alle vier bis fünf Jahre in München.

Auf diesem internationalen, englischsprachigen Kongress werden aktuelle Ergebnisse und Neuentwicklungen aus Forschung und Entwicklung präsentiert. Im Mittelpunkt stehen die Grenzflächenphänomene der Papierherstellung. Welche Mechanismen bestimmen die Grenzflächen- und kolloidal-chemischen Wechselwirkungen von Fasern, Addi-tiven, Störstoffen und Anlagenoberflächen? Wie lassen sich die Reaktionen beschreiben und prognostizieren? Welche neuen Wege gibt es, aus diesem Verständnis heraus Ablage-rungen und Ausfälle zu vermeiden, die Prozesseffizienz zu fördern und die Papierqualität zu sichern und zu steigern?Die Vorträge und Key Note Lectures umfassen neueste Er-gebnisse unter anderem zum Umgang mit Störstoffen, zum vertieften Verständnis der ASA-Leimung, zu neuen Bio-Ad-ditiven, zu neuen Analytik- und Monitoring-Methoden im Stoffsystem, zur gezielten Konditionierung von Bespannun-gen und zur kovalenten Veredelung der Papieroberfläche. Das Programm ist sowohl wissenschaftlich fundiert wie auch auf den Praxisnutzen für die Papierherstellung ausge-

richtet. Besonderer Anspruch der Veranstaltung ist es, die Brücke zwischen diesen Polen zu schlagen. Dadurch sollen Technologen, Forscher und Entwickler markante neue Ide-en mit nach Hause nehmen.Renommierte Referenten und ein kompetentes Auditorium bieten beste Möglichkeiten für den Erfahrungsaustausch: wir erwarten Experten und Entwickler aus industrieller FuE und Technologie mit Schwerpunkt Papiererzeugung, chemi-sche Additive, Mikrobiozide, Messtechnik, Automatisierung und Maschinenbau ebenso wie Forscher, die neue grundle-gende und anwendungsbezogene wissenschaftliche Erkent-nisse präsentieren werden - eine spannende Veranstaltung, die Sie nicht verpassen sollten!

www.inTerfaCe-ChemiSTry.Com

Dr. Wolfram Dietz 0049 89 12146 279 [email protected]

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Dr. Elisabeth Hanecker 0049 89 12146 495 [email protected]

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32 PTS NewS 03/2009 weIterbIldung

FPT-Workshop "Verfügbarkeit von Faserrohstoffen"München, 19.01.2010 – Gebühr: 180,00 €

Inhalt und Ziele: Die PTS hat im Auftrag der Forschungsver-einigung Papiertechnik e.V. (FPT) die Studie „Altpapierströ-me und Recycling in Europa und Deutschland„ erarbeitet. Ihre Ergebnisse werden auf diesem Workshop erstmals vor-gestellt. Die FPT lädt alle Interessierten ein, auf der Basis dieser Studienergebnisse Beiträge in Forschung und Anwen-dung für eine nachhaltige und maximal wertschöpfende Pa-pierkette zu identifizieren und Lösungsansätze zu generie-ren. Für FPT-Mitglieder ist die Teilnahme und die komplette Studie kostenfrei. Nicht-Mitglieder können für 180 € an dem Workshop teilnehmen und die Studie für 1.800 € über die PTS beziehen.Zielgruppen: Besonders angesprochen sind die Unterneh-men der Zulieferindustrien, aus deren Kreis die Mitglieder der FPT vornehmlich kommen.

Sicheres Kleben bei der Verarbeitung von Papier und KartonMünchen, 10. – 11.02.2010 – Gebühr: 940,00 €

Inhalt und Ziele: Das Seminar führt die Teilnehmer in die Theorie des Klebens ein und zeigt, was für die tägliche Pra-xis wichtig ist. Die Teilnehmer lernen wichtige Klebstoff-systeme, ihre Herstellverfahren und ihre Besonderheiten in der Anwendung kennen. Das Erkennen schwieriger Ober-flächen und die richtige Nutzung effizienter Verfahren zur Klebeflächenvorbehandlung sind weitere Ziele. Die Teilneh-mer sollen mit dem erworbenen Wissen einen optimalen Qualitätsstandard bei allen Klebeprozessen in ihren Unter-nehmen sicherstellen.Zielgruppen: Mitarbeiter aus Produktion, Instandhaltung und Produktentwicklung, Qualitätsleiter, Qualitätsbeauf-tragte und im Qualitätswesen tätige Mitarbeiter der Verpa-ckungsindustrie, insbesondere der Faltschachtel- und Well-pappeverpackungen herstellenden Industrie. Mitarbeiter aus der chemischen Industrie, namentlich der Klebstoffin-dustrie, Mitarbeiter aus Entwicklung, Konstruktion und Ser-vice der Maschinen und Geräte herstellenden Industrie

Seminarreihe "Optimierung der Streichtechnik":Herstellung und Beurteilung von StreichfarbenMünchen, 23. – 24.02.2010 – Gebühr: 940 €

Inhalt und Ziele: In Modul 3 dieser Seminarreihe stehen die einzelnen Komponenten von Streichfarbenaufbereitungsan-lagen in kontinuierlich und diskontinuierlich arbeitenden Anlagen im Vordergrund. Anhand von Streichfarbenfor-mulierungen für unterschiedliche Druckverfahren lernen die Teilnehmer alle Facetten der Streichfarbenbeurteilung kennen. Beispielhaft wird gezeigt, wie sich Streichfarbenei-genschaften auf das Laufverhalten in der Streichmaschine

auswirken können. In einem Mix aus Vorträgen und Dis-kussionsrunden zu Trouble Shooting und Streichfarben-rückführung erhalten die Teilnehmer wertvolle Hinweise, wie Streichanlagen sicher und mit hoher Qualität gefahren werden können. Modul 4 mit Schwerpunkt Auftragssysteme findet vom 7.-8 Dezember 2010 statt.Zielgruppen: Ingenieure, Techniker und technische Mitar-beiter aus der Papier- und Zellstoffindustrie sowie aus der zuliefernden chemischen Industrie, die mit der Herstellung von gestrichenen Papieren beschäftigt sind, und aus der hierfür tätigen Maschinenbauindustrie.

PTS Tissue SymposiumMünchen, 03. – 04.03.2010 – Gebühr: 940 €

Inhalt und Ziele: Das Symposium vermittelt aktuelle In-formationen über Märkte, Marktentwicklungen, Trends, Produktentwicklungen, Neuentwicklungen der Zulieferin-dustrie, Produktionsoptimierung, neue Standorte und Inno-vationen. Der Schwerpunkt liegt auf der Darstellung und Diskussion von Möglichkeiten zur Kosteneinsparung und Qualtätsverbesserung. Das Rahmenprogramm bietet viele Gelegenheiten für den Erfahrungsaustausch und für Exper-tengespräche.Zielgruppen: Führungskräfte und Fachleute aus Produktion, Produktmanagement, Entwicklung, Marketing, Vertrieb und Handel der Hygienepapier- und deren Zulieferindustrie.

Qualitätskontrolle und -sicherung durch mikrosko-pische Prüfung von Fasern, Füllstoffen und PapierHeidenau, 09. – 10.03.2010 – Gebühr: 940,00 €

Inhalt und Ziele: Die Teilnehmer erlernen in diesem pra-xisorientierten Seminar die Anwendung mikroskopischer Verfahren zur Papierbeurteilung. Hierfür kommen Lichtmi-kroskope, Rasterelektronenmikroskopie und Röntgenmik-roanalyse zum Einsatz. Auf Basis fundierter theoretischer Grundlagen lernen die Teilnehmer in zwei Praktika eigen-ständig mikroskopische Analysen von Papieren und Faser-stoffen durchzuführen sowie Faserstoffe zu identifizieren und zu unterscheiden. Das Seminar soll es den Teilnehmern ermöglichen, in ihren Unternehmen mit relativ einfachen Mitteln Qualitätsmängel zu erkennen und Hinweise zur Ver-besserung zu geben.Zielgruppen: Ingenieure, Techniker der Papierindustrie, die mit mikroskopischen Analysen von Papieren und Papierroh-stoffen befasst sind.

PTS WellpappensymposiumMünchen, 16. – 17.03.2010 – Gebühr: 940,00 €

Inhalt und Ziele: Das Symposium informiert über die Trends bei Märkten, Normen und politischen Entwicklungen rund

SyMPOSIEN, SEMINARE UND WORKSHOPS JANUAR - APRIL 2010

33PTS NewS 03/2009 weIterbIldung

um die Wellpappe. Die Teilnehmer erfahren neue Möglich-keiten, wie Stauben und Rillenpatzer vermieden werden können. Ein Schwerpunkt sind neuen Anforderungen an die Wellpappe, z.B. leichteres Gewicht, höhere Farbigkeit sowie die besonderen Belange des Verbaucherschutzes und speziell der Lebensmittelindustrie. Als Plattform für den Wissens- und Erfahrungsaustausch rund um die Ver-packung aus Wellpappe ist das Symposium ein wichtiger Treffpunkt der gesamten Branche.Zielgruppen: Manager, Produktionsverantwortliche, Techno-logen, Produktmanager und Spezialisten der Wellpappenin-dustrie, der Verpackungsindustrie, der Zulieferindustrie und des Maschinenbaus.

Nanotechnologie bei der PapierherstellungMünchen, 13. – 14.04.2010 – Gebühr: 940,00 €

Inhalt und Ziele: Die Teilnehmer lernen Möglichkeiten und Grenzen der Nanotechnologie bei der Papierherstellung und der Veredelung kennen. An Beispielen werden die Erzeu-gung und der Einsatz von Nanopartikeln wie Nano-Pigmen-te oder Hybride, vorgestellt. Breiten Raum nehmen auch Auswirkung von Rohstoffen und Technologien im Bereich extrem kleiner Abmessungen auf Herstellungsprozess und Produktqualität ein. Neben den Eigenschaften, die durch den Einsatz dieser Nanomaterialien erzielt werden können, erfahren die Teilnehmer auch die neuesten Erkentnisse zu möglichen Risiken für Gesundheit und die sich daraus erge-benden Anforderungen an den Arbeitsschutz.Zielgruppen: Manager aus Forschung und Entwicklung, Produktion und Vertrieb aus der chemischen, der Maschi-nenbau- und der Papierindustrie sowie deren Mitarbeiter mit dem Ziel, innovative Komponenten und Verfahren an-zuwenden.

Papierherstellung im ÜberblickMünchen, 27. – 28.04.2010 – Gebühr: 940,00 €

Inhalt und Ziele: Die Teilnehmer erhalten in komprimierter Form leicht verständlich eine Gesamtübersicht über die bei der Papierherstellung verwendeten Materialien sowie über die grundlegenden Verfahrensstufen des industriellen Herstellungsprozesses von Papier, Karton und Pappe. Un-tergliedert in die einzelnen Teilbereiche der Papiererzeu-gung werden die Rohstoffe und deren Eigenschaften, die Halbstoff-Herstellungsverfahren, die Halbstoffaufbereitung, die Füllstoffe und chemischen Additive, die Vorgänge in der Papiermaschine und das Streichen und Glätten des Pa-piers behandelt. In prozessbezogener Reihenfolge wird der gesamte Ablauf in einer Papierfabrik vom Rohstoff zum Endprodukt dargestellt. Schwerpunkte sind: Faserrohstof-fe, deren Herstellung und charakteristische Eigenschaften, Aufbereitungsverfahren für Zellstoffe, Füllstoffe und che-mische Additive, Papiermaschine und ihr Einfluss auf Pro-dukteigenschaften sowie Streichen und Glätten von Papier.

Zielgruppen: Quereinsteiger, Neueinsteiger bzw. fachfrem-de Mitarbeiter der Papier erzeugenden Industrie, der Zulie-ferindustrie (Roh- und Hilfsstofflieferanten, Maschinen und Apparatebau) und der Papier verarbeitenden Betriebe, aus Druck und Handel, die in einem 2-TagesÜberblick den Ge-samtablauf des Papiererzeugungsprozesses kennenlernen wollen. Interessant auch für alle am Thema Papier Interes-sierte, die wenig Zeit haben und speziell an einem zusam-menfassenden Überblick interessiert sind.

Anmeldung zu den Veranstaltungen: per Mail: [email protected] oder online: www.papierseminare.de

BETRIEBLICHE WEITERBILDUNG FüR DIE PAPIERWIRTSCHAFT

Die PTS-Inhouse-Trainings sind speziell auf die Kundenbe-dürfnisse zugeschnitten. Gemeinsam mit unseren Kunden analysieren wir den konkreten Weiterbildungsbedarf und erstellen das erforderliche Trainingskonzept. Die anschlie-ßende Durchführung der Trainings erfolgt durch unsere Fa-chexperten, die neben ihrer Fachkompetenz auch ein hohes Maß an didaktischen Fähigkeiten mitbringen. Sprechen Sie mit uns über Ihren Schulungsbedarf - wir erstel-len Ihnen ein attraktives Angebot!

Dr. Helga Zollner-Croll 0049 89 12146 460 [email protected]

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Primär-/Sekundär-Faserstoffe

Oberflächen-veredelung

Faserstoff-optimierung

Recycling-Technologie

Papier-verarbeitung

Papier-erzeugung

Luft-, Wasser-, Energie- und

Hilfsmitteleinsatz

Qualitätssicherung und Messtechnik

Organisation: Mitarbeiter, Team, Führung

Vertrieb, Marketing, Controlling

www.ptspaper.dePapiertechnische StiftungPTS in München: Heßstraße 134 · 80797 München · Telefon +49 (0)89-12146-0 · Telefax +49 (0)89-12146-36 PTS in Heidenau: Pirnaer Straße 37 · 01809 Heidenau · Telefon +49 (0)3529-551-60 · Telefax +49 (0)3529-551-899


€¦ · X Ozon und Membranfiltration ... Übersetzung Corina Schmidt Briant McEwen IMPRESSUM...

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Transcript of €¦ · X Ozon und Membranfiltration ... Übersetzung Corina Schmidt Briant McEwen IMPRESSUM...