Archiv Papiertechnik

Mahlanlage …

Prinzip – Mahlvorgang

… beendet mit dem wichtigen Part der mechanischen Bearbeitung der zuvor gelösten und gereinigten Einzelfaser die Prozesse der Stoffaufbereitung.

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Eine Mahlanlage besteht in der Regel aus mehreren einzelnen Mahlaggregaten, die eine so genannte Mahlstraße ergeben. Die Anzahl und Baugröße der einzelnen Mahlaggregate ist abhängig von der Menge und Art der zu bearbeitenden Faserstoffsuspension.

Jedes Mahlaggregat ist mit einer Messergarnitur, bestehend aus einem festen und rotierenden Teil, ausgestattet. Auch hier erhalten diese Teile die schon bekannten Bezeichnungen Stator und Rotor, und auch hier muss – analog wie beim Entstipper – die Suspension mit einer Stoffdichte von circa 2 bis 4 Prozent durch den Spalt gelangen. Dadurch werden die Fasern gezielt nach den Vorstellungen des Papiertechnologen bearbeitet, um die vorgegebenen Anforderungen des späteren Papiers zu erfüllen. Die Zielsetzung der Mahlung ist vordergründig die wirksame Umformung der Einzelfasern, um ihre Fähigkeit zur Ausbildung von bindungsaktiven Kontaktflächen zu steigern. Das fertige Papier erlangt dadurch höhere Festigkeitseigenschaften.

Der verstell- und regelbare Spalt wird als Mahlspalt definiert und wird je nach gewünschter Faserqualität im Prozess eingestellt bzw. geregelt. Also schauen wir in den Spalt bzw. was mit der Faser im Spalt passiert.

Im Spalt zwischen der Mahlgarnitur erfolgt die mechanische und gleichzeitig thermische Bearbeitung des Faserstoffes in Anwesenheit von viel Wasser. Die Messergarnitur ist mit ihren Nuten und Kanten so beschaffen, dass die Faser durch die Wirkpaarung Fläche gegen Fläche und Faser gegen Faser durch den Spalt transportiert werden kann.

Faser gegen Faser ergibt sich speziell durch die Zusammendrängung der Fasern bei ihrem gemeinsamen Weg durch den Spalt. Dabei werden genau beim Übereinanderliegen der Schnittflächen die Fasern gedrückt und gequetscht. Also entsteht hier eine zeitlich und örtlich festgelegte höhere Faseransammlung im Mahlspalt. Durch die nun einwirkenden Kräfte setzt die so genannte Fibrillierung des Faserstoffes ein. Das bedeutet die Außenwand bzw. besser ausgedrückt die Primärwand der Faser wird in viele kleine Bestandteile zerlegt, die nun „fetzenartig“ an ihr hängen bleiben und so in der Summe mehr Oberfläche je Faser schaffen. Dieser Vorgang setzt sich dann speziell beim Aufeinandertreffen der Messerkanten verstärkt fort. Fachmännisch sprechen wir von einer fibrillierenden Mahlung, weil diese kleinen Teile der Primärfaserwand als Fibrillen bezeichnet werden. Der Vorteil ist klar festzustellen, mehr Oberfläche heißt mehr Kontaktflächen und so können sich mehr Bindungskräfte zwischen den Fasern ausbilden. Dies ist eine gute Basis für höhere Festigkeiten im Papier.

Neben der wichtigen Aufgabe der Fibrillierung, kommt es bei der Mahlung auch zu einer unvermeidbaren Kürzung der Faser, die in Abhängigkeit von der zu erzielenden Papierqualität erwünscht oder unerwünscht ist. Für viele Papierqualitäten ist neben der Festigkeit ein weiteres wichtiges Merkmal auch eine gute geschlossene Formation, also wie gleichmäßig die Fasern im Papier angeordnet sind. Hier nimmt das Verhältnis zwischen kurzen und langen bzw. fibrillierenden Fasern einen entscheidenden Einfluss. Und viele kurze Fasern im Faserstoff bedeuten auch eine schnellere Entwässerung.

Der Papiertechnologe ist nun gefordert je nach Papierqualität die optimalen Einstellungen und Parameter in der Mahlanlage auch unter wirtschaftlichen Aspekten umzusetzen. Die Mahlaggregate verbrauchen für die intensive Bearbeitung der Faser doch eine relativ hohe Energiemenge.