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Mit Dampf …

… mehr Wasser intensiver aus der Papierbahn herauszuholen, dieses Ziel wird durch den Einsatz eines Dampfblaskastens erreicht.

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In vielen Papiermaschinen gehört
ein Dampfblaskasten mittlerweile zur Grundausstattung. Er ist in der Regel innerhalb der Pressenpartie platziert.

Hier wird bekanntlich mit Druck das Wasser mechanisch herausgepresst. Um die Entwässerung zu beschleunigen, kommt jetzt nun der Dampf aus dem Dampfblaskasten hinzu.

Wie kann das funktionieren?

Denn physikalisch gesehen ist ja Dampf erhitztes Wasser und eigentlich soll doch Wasser aus der Papierbahn entfernt und nicht noch zusätzlich eingebracht werden.

Also schauen wir uns das etwas detaillierter an. Das Wasser wird mit mechanischem Druck „gezwungen“ sich aus der Papierbahn zu bewegen und dies relativ zügig. Die Geschwindigkeit, mit der sich allgemein ein Medium bewegt, hängt auch von seiner Fließfähigkeit ab. Der Fachbegriff dafür ist die dynamische Viskosität. Sie beschreibt den inneren Widerstand, den eine Flüssigkeit dem Fließen entgegensetzt. Je größer die Viskosität, desto dickflüssiger und weniger fließfähig ist das Medium, auch das Fluid genannt. Umgekehrt heißt dies natürlich, je niedriger die Viskosität, desto dünnflüssiger und fließfähiger ist das Fluid.

Die Viskosität von Flüssigkeiten wird
einerseits beeinflusst durch das Strömungsverhalten – wo beziehungsweise wodurch muss das Medium fließen. Bei der Papierbahn bewegt sich das Wasser durch die vielen Freiräume zwischen den Faserverflechtungen und den anderen Hilfsstoffen.

Einen weiteren Einfluss übernimmt andererseits der Druck, denn mit mehr Druck bewegt sich das Wasser schneller heraus. Ein simples, aber sehr erstaunliches Beispiel ist ein nasser Schwamm. Mehr Drücken heißt mehr Wasser.

Natürlich hängt dies auch von der
Offenheit des Schwamms ab, siehe Strömungsverhalten. Bei der Papierbahn können über den Pressdruck der Walzen die Wassermenge und Geschwindigkeit beeinflusst werden.

Wärme beeinflusst Viskosität

Ein weiterer und wichtiger Faktor für die Beeinflussung der Viskosität beziehungsweise des Fließverhaltens ist die Temperatur. Auch hier veranschaulicht ein simples Beispiel aus dem Alltag diesen Zusammenhang. Beim Frühstück einfach Honig auf das Frühstücksbrötchen streichen. Bekanntlich lässt sich ein dünnflüssiger Honig besser „verarbeiten“ und dies erfolgt bei wärmeren Temperaturen.

Bei der Papierbahn übernimmt das Erwärmen der Dampf. Der Dampfblaskasten bläst aus seinen Öffnungen um wenige Grad überhitzten, trockenen Dampf auf die Papierbahn. Für eine sehr effektive Übertragung sorgt die bogenförmige Bauart, die einem Teil der gegenüberliegenden Walze folgt. Vollends effektiv ist ein Vakuum auf der Gegenseite, das das Annehmen des Dampfes an beziehungsweise in die
Papieroberfläche verstärkt. Der Dampf kondensiert nun auf beziehungsweise in der Papierbahn, wobei die Kondensationswärme – auch Verdampfungswärme genannt – frei wird. Durch diese spezielle Erwärmung sinkt die Viskosität des Wassers und es fließt schneller aus der Papierbahn.

Mit diesem System kann der Dampf auch zonenweise aufgebracht werden, also die Dampfmenge über die Arbeitsbreite geregelt werden. Dadurch beginnt in der Pressenpartie die Feuchtequerprofilregelung. Die Papierverarbeitung verlangt eine gleichmäßige Verteilung der Restfeuchte im Papier. Ist schon hier an einer Stelle im Papier zuviel Wasser, kommt aus der entsprechenden Zone mehr Dampf auf diesen Bereich. Ein Intensiveres Bedampfen bedeutet, dass örtlich die Temperatur steigt, die Viskosität sinkt und dass mehr Wasser entweichen kann. Diese Regelung wird über das Prozessleitsystem gesteuert. Ein Dampfblaskasten bietet insgesamt mit seinen Bedampfungszonen eine außerordentliche Trockengehaltssteigerung sowie ein effektives Profilierungspotential. Durch die Bedampfung der Papierbahn und der damit verbundenen effektiven Viskositäts-Senkung des Wassers im Stoff wird der Wirkungsgrad des Pressnips erhöht.

Auch der folgende Trocknungsprozess wird somit positiv beeinflusst. Eine Temperatursteigerung der Papierbahn vor der Trockenpartie sorgt für eine effektivere Trocknung. Einerseits heißt das weniger Energie oder andererseits schnellere Fahrweise im Prozess. Auch werden weniger Abrisse beim Überführen in die Trockenpartie aufgrund einer Vergleichmäßigung des Feuchtequerprofils und des höheren Trockengehaltes festgestellt.


Position des Dampfblaskastens in der Pressenpartie.