Archiv Papiertechnik

Stoffauflauf und Querprofil …

… können sehr gut in einem Zug genannt werden, denn unter dem Querprofil versteht man die örtliche Ausbreitung der Stoffmasse über die gesamte Breite der Maschine.

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Das Querprofil sollte im Idealzustand möglichst flach und möglichst gleichmäßig gebildet werden, und dies entspricht der Hauptaufgabe eines Stoffauflaufs.

Im eigentlichen Produktionsprozess strömt das Stoffwassergemisch aus dem Auslaufspalt mit der sehr geringen Stoffdichte von circa einem Prozent auf das Sieb, das bedeutet, ein Teil Faserstoff in Form von vielen Einzelfasern plus Begleitstoffe (Füllstoffe, Hilfsmittel …) und neunundneunzig Teile Wasser. Einfach betrachtet ist das nichts anderes als ein trübes Wasser, und diese sehr dünne Suspension gilt es nun fortlaufend auf das Sieb zu bekommen, und ganz wichtig dabei, auch zu verteilen, sowohl längs als auch quer.

Hier beginnend nimmt der Papierfachmann entscheidenden Einfluss auf die Blattbildung, denn es wird der Grundstein gelegt für die Art und Weise der Faserverteilung einschließlich dem folgenden Entstehen einer großflächigen und vernetzten Struktur, der Faserverflechtung bzw. -verfilzung. Die Einflussgrößen, die der Papierfachmann steuern und regeln kann, sind das Geschwindigkeitsverhältnis zwischen dem austretenden Stoffstrahl und dem Sieb der Siebpartie, die Stoffdichte der Suspension, der Öffnungsspalt zischen Ober- und Unterlippe des Stoffauflaufs sowie der Auftreffwinkel des Stoffstrahls auf das sich bewegende Sieb. Man muss immer bedenken, das passiert über die gesamte Arbeitsbreite der Papier- beziehungsweise Kartonmaschine – egal ob nun zwei oder zehn Meter. Die Kontrolle, dass dies auch funktioniert, liefert der Messrahmen am Ende der Maschine kurz vor der Aufrollung. Hier bewegt sich der Messkopf mit einer definierten Geschwindigkeit hin und her von der einen Seite, der Führerseite, zur anderen Seite, der Antriebsseite und nimmt während der Produktion ständig Messwerte von festgelegten Qualitätsparametern, wie zum Beispiel flächenbezogene Masse, Feuchte und Dicke auf. Als Ergebnis entsteht dann das Querprofil, welches in der Regel auf einem Bildschirm in der Schaltzentrale graphisch dargestellt und bewertet wird.

Da zwischen Stoffauflauf und Messrahmen eigentlich die ganze Maschine liegt, und das sind schon mal gut hundert Meter und mehr, müssen bei Abweichungen der Papierfachmann selbst und/oder das Prozessleitsystem schnell und sicher reagieren. Eine vorherige Messung gibt noch keinen Sinn, weil die endgültige und somit aussagefähige Verteilung der Masse erst nach der Entfernung des restlichen Wassers abgeschlossen ist.

Liegen die nun aufgenommenen Werte, betrachtet am Beispiel der wichtigen Grundeigenschaft eines Papiers der flächenbezogenen Masse, außerhalb der erlaubten Toleranz, zeigt die graphische Darstellung erstens, wie hoch ist die Abweichung und zweitens, in welchem Bereich der Arbeitsbreite liegt diese. So folgen jetzt gezielte Eingriffe während der laufenden Produktion. Die flächenbezogene Masse kann auf das vorgegebene Niveau manuell per Hand oder automatisch per Prozessleitsystem geregelt werden. Dabei wird die Ausströmmenge aus dem Auslaufspalt in dem entsprechenden Bereich verändert. Klassisch regelt der Papierfachmann dies mit einer Spindel an der oberen Auslauflippe, denn hier wird der Auslaufspalt mit Fingerspitzengefühl je nach Entscheidung etwas mehr geöffnet beziehungsweise etwas mehr geschlossen.

Dieser Vorgang erfordert auch ein Nachregeln der angrenzenden Bereiche, also müssen in der Regel zwei bis drei Spindeln rechts und links der „Hauptspindel“ in ihrer Position ebenfalls angepasst werden. Passiert das nicht, verteilt sich der Stoffstrom nur seitlich und verlagert die Abweichungen nach rechts oder links. Das Erfahrungspotential der Maschinenführer spielt hier eine entscheidende Rolle. Die modernen Systeme regeln eine Abweichung direkt im Stoffauflauf mit der gezielten Zugabe oder Wegnahme von Wasser, dem so genannten Verdünnungswasser, welches direkt vom Siebwasser „abgezwackt“ wird. Der Prozess ist relativ einfach nachzuvollziehen, denn über die gesamte Arbeitsbreite wird über viele in einem Abstand von circa 6 bis 10 cm positionierte Zuführrohre das Stoffwassergemisch in den Stoffauflauf gepumpt.

Jedes dieser Rohre ist mit einem so genannten Verdünnungswasserventil verbunden, durch welches eine fest definierte Menge Siebwasser fließt. Bei Abweichungen im Querprofil wird nun über das Prozessleitsystem nur das jeweilige Ventil angesteuert, bei dem der Wert aus der Reihe fällt. Das Ventil bekommt die Entscheidung mehr oder weniger Wasser durchzulassen. Nach kurzer Zeit zeigt der Monitor in der Prozesswarte das angepasste Querprofil der flächenbezogenen Masse an.

Ein weiterer Vorteil dieser Regulierung ist, dass keine Auswirkungen auf die Faserrichtung entstehen. Insgesamt ist somit eine gute Basis für die Formation und gleichmäßige Festigkeiten im Papier geschaffen, also einfach gesehen alles im grünen Bereich.

„Erfahrung der Maschinenführer spielt eine große Rolle“