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| Abb. 1: kajaaniWEM Analysengerät |
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| Abb. 2: Retentions-Ladungsmessung PM 2 |
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| Abb. 3: Zusammenhang von Ladung SCD und Zeta Potenzial gegenüber der Reduzierung der Massestärke |
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| 07.08.2012 - Ausgabe: Papier + Technik 04/2012 |
Durch integrierte Online Messung und Analyse Chemikalien -überdosierung vermeiden
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Bei Drewsen Spezialpapiere in Lachendorf galt es,
Kosteneinsparungen und Prozessoptimierung im
WetEnd der Papiermaschine PM 2 zu realisieren. Dies
gelang mittels Online Echtzeitanalyse von Retention
und Ladung mit dem kajaaniWEM Multianalysengerät
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Firmenportrait
Die Fa. Drewsen Spezialpapiere sind ein Hersteller von ungestrichenen holzfreien Spezialpapieren. Am Produktions - und Verwaltungsstandort in Lachendorf bei Celle werden jährlich mit 400 Mitarbeitern auf 3 Papiermaschinen 170.000 Tonnen Spezialpapier hergestellt. Drewsen Spezialpapiere ist bereits seit 1538 in der Papierherstellung aktiv und damit eine der ältesten Papierfabriken Deutschlands.
Auf der PM 1 werden Wasserzeichen – und Sicherheitspapiere von 60 380 g/m², auf der PM 2 Druck -, Verlags - und Wasserzeichenpapiere von 40 – 170 g/m² und auf der PM 5 Technische Papiere sowie Druck – und Verlagspapiere von 40 – 120 g/m² hergestellt.
Ausgangssituation
Die Ausgangslage an der Papiermaschine 2 war gekennzeichnet durch ein recht hohes Abrissniveau mit einem Mittelwert pro Jahr von ca. 35 Abrissen pro Monat , etwa 3 Stillstände pro Monat für Reinigungsarbeiten bedingt durch Ablagerungen und Systemschmutz.
Untersuchungen mit sporadischen Analysen von Ladungszuständen und Retention durch das Labor waren unzureichend und sehr zeitaufwendig und ergaben kein dynamisches Bild der Anlagensituation insbesondere auch durch die Tatsche der Sortenvielfalt auf der PM 2 mit durchschnittlich 66 Sortenwechseln pro Monat. Eine Optimierung der Rezepturen war damit so gut wie nicht möglich.
Mit Hilfe einer Online Echtzeitanalyse von Ladung und Retention bzw. Stoffdichten im Siebwasser und Stoffauflauf sollten folgende wesentliche Projektziele erreicht werden:
• Reduktion der Abrisse auf 20 Abrisse im Monat
• Vermeidung von Ablagerungen und ungeplanten Stillständen verursacht durch Systemschmutz
• Ständige Online Echtzeit Prozesskontrolle
• Vermeidung von Chemikalien Überdosierung bei bestehenden und neuen Papiersorten
• In der Summe eine Reduzierung der Produktionskosten
Als wesentliche Hilfsstoffe im WetEnd werden zugesetzt: Retentionsmittel im Stoffauflauf nach Vertikalsichter, PAC und Stärke vor Vertikalsichter, Stärke in der Mischbütte und Flotationsmittel in der Flotationseinheit. Zusätzlich werden je nach Sorte Farbstoffe, Kaolin, Kreide, Aufheller und Masseleim zugesetzt.
Lösungskonzept
Zusammen mit der Firma Metso Automation Leverkusen wurde ein Lösungsvorschlag ausgearbeitet um die anstehenden Probleme in Griff zu bekommen.
Es wurde zu Versuchzwecken eine integrierte Online Ladungs – und Retentionsanalyse mit dem kajaaniWEM Analysengerät ( Bild 1 ) installiert zur Messung der Stoffdichten im Siebwasser und im Stoffauflauf mit Berechnung der Gesamt – und Ascheretention und Analyse der Siebwasserladung ( SCD Methode ). Zusätzlich wurde im Labor das Zetapotential bestimmt sowie im kajaaniWEM die Stoffdichte des Klarwassers integriert. Die Installation wurde für ca.7 Monate betrieben.
Prozessanalyse
Nach der Inbetriebnahme und der Kalibrierung der Geräte wurden über einen längeren Zeitraum verschiedene Prozessanalysen und Testreihen durchgeführt.
Wie aus aus Bild 2 bzw. der Grafik ersichtlich haben die Ladungseinbrüche bedingt durch den Ausschuß / Rückstoff sortenbedingt erheblichen störenden Einfluß auf die Siebwasserladung und die Retention – diese Erkenntnis wurde erst deutlich sichtbar durch die kontinuierlichen Messungen von Ladung, Stoffdichten und Retention. Die Folgen dieser Ladungseinbrüche waren Instabilitäten des Prozesses und führten zu ungewollten Abrissen.
Desweitern verschlechterte sich die Qualität der Leimung. Bei der bisher angewendeten Laboranalyse wurde wertvolle Zeit verschwendet und durch diese Verzögerung ca. 1/2 bis 1h Ausschuß gefahren. Als Maßnahme wurde nun die Auschußmenge um 10 - 30 % reduziert bzw. vergleichmäßigt und damit 8 – 10 t höhere Gut Produktion gefahren.
Aus der Darstellung in der Grafik Bild 3 ist der Zusammenhang von Ladung SCD und Zeta Potential gegenüber der Reduzierung der Massestärke deutlich erkennbar . Die Ladung SCD folgt im wesentlichen den Labor Zeta Potentialwerten. Somit ist das gemessene Niveau der Online SCD Methode vergleichbar mit den SCD Werten.
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