Ablagerungskontrolle an Papiermaschinen - gernsbacher-meister.de
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Deposit Control von Ashl<strong>an</strong>d<br />
----------------------------------<br />
<strong>Ablagerungskontrolle</strong> <strong>an</strong><br />
<strong>Papiermaschinen</strong><br />
Andreas Pohl, Joh<strong>an</strong>n Schulte<br />
Ashl<strong>an</strong>d Deutschl<strong>an</strong>d GmbH<br />
Papierchemikalien
Deposit Control- ein wissenschaftlich orientierter Ansatz<br />
Ablagerungen können viele Ursachen haben<br />
natürliche Harze<br />
kontaminiertes Frischwasser<br />
Entschäumer<br />
mirobiologisches Wachstum<br />
Wasserrückgewinnung<br />
Leimungsmittel<br />
Altpapier<br />
Pigmente<br />
zugesetzte Papierchemikalien<br />
Fällung von Ionen<br />
Ausschuss (auch gestrichen)<br />
Druckfarben<br />
Chemikalien zur <strong>Ablagerungskontrolle</strong><br />
und vieles mehr<br />
2
Deposit Control- ein wissenschaftlich orientierter Ansatz<br />
Ablagerungen und Ihre möglichen Auswirkungen<br />
- Verfügbarkeit <strong>de</strong>r Papiermaschine / Abrisshäufigkeit<br />
- Qualität <strong>de</strong>r Endprodukte<br />
- Produktionskapazität<br />
- Energiekosten<br />
- Prozeßstörungen<br />
- Hilfsmittelkosten<br />
- Inst<strong>an</strong>dhaltungskosten<br />
- Gesundheitsgefährdung etc.<br />
Das geht bis zur hin zur Motivation <strong>de</strong>r Mitarbeiter ….<br />
3
Deposit Control- ein wissenschaftlich orientierter Ansatz<br />
Kun<strong>de</strong>nservice weltweit<br />
DC -Zentrallabor in Helsinki (enge Kooperation mit Helsinki University)<br />
Anwendungstechnik Ashl<strong>an</strong>d GmbH, Krefeld<br />
Analytisches Labor Ashl<strong>an</strong>d / Stockhausen, Krefeld<br />
Servicelabor in Greensboro, NC<br />
DC -Labor <strong>an</strong>d Servicelabor in Beijing<br />
Servicelabor in Sao Paolo<br />
4
Deposit Control- ein wissenschaftlich orientierter Ansatz<br />
Problems Solving Chart<br />
Quality Problem<br />
● dirt<br />
● holes<br />
● spots<br />
Mech<strong>an</strong>ical<br />
Optimization<br />
Runnablility Problem<br />
●breaks<br />
●downtime<br />
Deposit Analysis<br />
●org<strong>an</strong>ic composition<br />
●inorg<strong>an</strong>ic composition<br />
Machine Survey<br />
●stock preparation<br />
●wet end<br />
●press section<br />
●dry section<br />
Chemical<br />
Optimization<br />
Deposit <strong>an</strong>d Slime Control<br />
Improvement<br />
5
Deposit Control- ein wissenschaftlich orientierter Ansatz<br />
Metho<strong>de</strong>n zur Ablagerungs<strong>an</strong>alyse<br />
Labormetho<strong>de</strong>n<br />
- DECUTEC ® -Stahlcoupons für Rasterelektronenmikroskopie,<br />
und Röntgen<strong>an</strong>alyse<br />
- Lichtmikroskopie<br />
- Bestimmung nie<strong>de</strong>rmol. org. Säuren<br />
- Mikrobiologische Gesamt<strong>an</strong>alysen<br />
- Gaschromatographie<br />
- Wasser<strong>an</strong>alysen<br />
- Kapilarmetho<strong>de</strong> (<strong>an</strong>org<strong>an</strong>isch) etc.<br />
On-line Messtechnik<br />
- DECUTEC ® online<br />
APM3<br />
100<br />
%<br />
550<br />
591<br />
607<br />
Deposit is from Schöller Weißenborn.<br />
Mainly carbohydrates from fibre materials<br />
992<br />
860<br />
986<br />
654<br />
666<br />
797<br />
896<br />
729<br />
828<br />
752 787 980<br />
924<br />
945<br />
709<br />
1030<br />
16:0<br />
1345<br />
1121<br />
1047<br />
16:1<br />
1379<br />
1335<br />
1136<br />
1078<br />
1320<br />
1191<br />
1257<br />
18:1<br />
Fatty<br />
alcohol<br />
3<br />
Sc<strong>an</strong><br />
550 600 650 700 750 800 850 900 950 1000 1050 1100 1150 1200 1250 1300 1350 1400 1450 1500 1550 1600 1650 1700 1750<br />
1437<br />
1452<br />
18:0<br />
1460<br />
20:0<br />
1639<br />
1663<br />
22:0<br />
M ainly fatty acids<br />
1565<br />
1677<br />
1754<br />
Sc<strong>an</strong> EI+<br />
TIC<br />
5.58e6<br />
Sc<strong>an</strong><br />
6
Deposit Control- ein wissenschaftlich orientierter Ansatz<br />
DECUTEC ® - online - Ablagerungen in Echtzeit messen<br />
7
Deposit Control- ein wissenschaftlich orientierter Ansatz<br />
Ablagerungen und ihre 3 Hauptkomponenten<br />
mikrobiologisch <strong>an</strong>org<strong>an</strong>isch org<strong>an</strong>isch<br />
DECUTEC ® Stahlcopon eingesetzt im Siebwasserk<strong>an</strong>al nach 6 Tagen<br />
8
Deposit Control- ein wissenschaftlich orientierter Ansatz<br />
Ablagerungen variieren, je nach<strong>de</strong>m wo sie entstehen<br />
Phasenübergänge<br />
<strong>de</strong>r Ablagerungsentstehung<br />
1. fest-flüssig<br />
2. flüssig-flüssig<br />
3. flüssig-gasförmig<br />
4. fest-gasförmig<br />
Bedingungen<br />
- Chemische Bedingungen<br />
- Physikalische Bedingungen (pH,T, Redox- Potential, Viskosität)<br />
- Mikrobiologische Flora<br />
9
Deposit Control- ein wissenschaftlich orientierter Ansatz<br />
Beispiele von unterschiedlichen Ablagerungen, DECUTEC ®<br />
1 Tag<br />
6 Tage<br />
ASA/AKD Ablagerungen<br />
Gemischte Ablagerungen<br />
1 day<br />
6 Tage<br />
Mikrobiologische Ablagerungen<br />
Org<strong>an</strong>ische Ablagerungen<br />
10
Deposit Control- ein wissenschaftlich orientierter Ansatz<br />
In <strong>de</strong>r kolloidalen Phase fin<strong>de</strong>n wir normalerweise die<br />
Subst<strong>an</strong>zen, die Ablagerungen verursachen/ begünstigen<br />
μm<br />
+76<br />
+2<br />
+0.01<br />
Fasern<br />
Feinstoffe<br />
Kolloi<strong>de</strong><br />
Gelöste Stoffe<br />
Mech<strong>an</strong>isch retendiert durch PM-Sieb<br />
Beeinflußt durch Retentionssystem<br />
Beeinflußt durch Fixiermittel und<br />
Dispergiermittel<br />
Beeinflußt durch<br />
Ablagerungsverhin<strong>de</strong>rer und<br />
Komplexbildner<br />
11
Deposit Control- ein wissenschaftlich orientierter Ansatz<br />
Mikrobiol. Ablagerungen wer<strong>de</strong>n in 3 Gruppen unterteilt<br />
Schleim<br />
- Bakterien<br />
- Aerobe (brauchen O 2 )<br />
- Anaerobe (leben unter O 2 -Ausschluß)<br />
- fa<strong>de</strong>nförmig<br />
- Algen (brauchen Licht)<br />
“Gummiartig”<br />
- Hefen<br />
“Fa<strong>de</strong>nartig”<br />
- Fa<strong>de</strong>nbakterien<br />
- Schimmel<br />
12
Deposit Control- ein wissenschaftlich orientierter Ansatz<br />
Anorg<strong>an</strong>ische Ablagerungen und Ausfällungen wer<strong>de</strong>n<br />
durch Ionen im Maschinenkreiskauf hervorgerufen<br />
Beispiele<br />
- Calzium- Ablagerungen (Sulfate,<br />
Carbonate, Oxalate)<br />
- Bariumsulfat<br />
- Silizium- Ablagerungen (Silikate)<br />
- Aluminium- Ablagerungen (Oxi<strong>de</strong>)<br />
13
Deposit Control- ein wissenschaftlich orientierter Ansatz<br />
Org<strong>an</strong>ische Ablagerungen können natürlichen o<strong>de</strong>r<br />
synthetischen Ursprungs sein<br />
Beispiele<br />
Naturharz<br />
Leimungsmittel<br />
Deinkingchemikalien (Fettsäuren)<br />
Sonstiges hydrophobes Material (einige Entschäumer, Latex etc.)<br />
Achtung! Mikroorg<strong>an</strong>ismen sind org<strong>an</strong>isches Material<br />
14
Deposit Control- ein wissenschaftlich orientierter Ansatz<br />
ASHLAND- Produktprogramm DC in <strong>de</strong>r Papierindustrie<br />
basierend auf eigener F&E sowie Produktion<br />
Inorg<strong>an</strong>ic Org<strong>an</strong>ic Microbial<br />
POLYSTABIL ® TALLOFIN ®<br />
PRAESTACID ®<br />
PRAESTAFIX ® TALLOFIN ®<br />
PRAESTARET ®<br />
Antiscale<strong>an</strong>ts<br />
MFDA=Multifunctional<br />
Deposit Control<br />
agents<br />
Fixing agents<br />
Retention aids<br />
Bioci<strong>de</strong>s<br />
MFDA=Multifunctional<br />
Deposit Control agents<br />
15
Deposit Control- ein wissenschaftlich orientierter Ansatz<br />
Eine beson<strong>de</strong>rs umweltfreundliche Produktklasse<br />
Tallofin ® - Produkte von Ashl<strong>an</strong>d<br />
Tallofin erhöht die Effektivität <strong>de</strong>r <strong>Ablagerungskontrolle</strong> (Biozidprogramme)<br />
• die Oberfläche wird wirkungsvoll vor Anlagerungen geschützt (keine Anhaftung)<br />
• außer<strong>de</strong>m k<strong>an</strong>n das Biozid das mikrobiol. Wachstum effektiv kontrollieren<br />
16
Deposit Control- ein wissenschaftlich orientierter Ansatz<br />
Tallofin OF ® - <strong>de</strong>r multifunktionelle Belagsverhin<strong>de</strong>rer<br />
►Produkt<br />
- Emulsion aus Or<strong>an</strong>gentherpen (natürliches Lösungsmittel) und komplexen Tensi<strong>de</strong>n<br />
- nichttoxisch, keine Personengefährdung<br />
- riecht nach Or<strong>an</strong>gen<br />
- WGK1, nichtionogen, pH- Wert- unabhängig<br />
- einfaches H<strong>an</strong>dling und Dosierung<br />
► Wirkungsweise<br />
- Auf sich bil<strong>de</strong>n<strong>de</strong>n org<strong>an</strong>ischen Belägen lagern sich weitere org<strong>an</strong>ische o<strong>de</strong>r<br />
<strong>an</strong>org<strong>an</strong>ische Subst<strong>an</strong>zen <strong>an</strong>, die wenn sie abgelöst wer<strong>de</strong>n, zu Problemen auf <strong>de</strong>r<br />
PM führen können.<br />
- Tallofin OF ® wirkt hier aus 2 Richtungen- 1. lösend und 2. dispergierend.<br />
- Das Or<strong>an</strong>genterpen löst auf natürliche Weise org<strong>an</strong>ische Beläge auf.<br />
- Die komplexen Tensi<strong>de</strong> dispergieren die gelösten Stoffe.<br />
17
Deposit Control- ein wissenschaftlich orientierter Ansatz<br />
Tallofin OF ® - <strong>de</strong>r multifunktionelle Belagsverhin<strong>de</strong>rer<br />
Effekte <strong>de</strong>s TALLOFIN ® OF <strong>an</strong>d PRAESTACID ® Programmes<br />
Reference program<br />
TALLOFIN ® <strong>an</strong>d<br />
PRAESTACID ® program<br />
LK0107<br />
18
Deposit Control- ein wissenschaftlich orientierter Ansatz<br />
Tallofin OF ® - <strong>de</strong>r multifunktionelle Belagsverhin<strong>de</strong>rer<br />
Reduzierung von Problemen mit white pitch und Stickies<br />
Without treatment<br />
Treatment with Tallofin <strong>an</strong>d fixing agent<br />
19
Deposit Control- ein wissenschaftlich orientierter Ansatz<br />
Tallofin OF ® - <strong>de</strong>r multifunktionelle Belagsverhin<strong>de</strong>rer<br />
Reduzierung von white pitch Problemen im Laborversuch:<br />
Kombination von Tallofin ® <strong>an</strong>d Praestafix ® ist besser als Einzelprodukte.<br />
25<br />
20<br />
ARS-method<br />
Untreated<br />
100 ppm Tallofin<br />
0.05 % Praestafix C 125 + 50 ppm Tallofin<br />
mg attached to the wire<br />
15<br />
10<br />
5<br />
0.1 % Praestafix C 125<br />
0<br />
Filtrate<br />
Fibers<br />
20
Deposit Control- ein wissenschaftlich orientierter Ansatz<br />
Tallofin OF ® - <strong>de</strong>r multifunktionelle Belagsverhin<strong>de</strong>rer<br />
Decutec ® – Ergebnisse im Klarfiltrat einer PM für Verpackungspapiere<br />
Deposit control competitor<br />
dispersing agent.<br />
Clear filtrate 6 days.<br />
Deposit control TALLOFIN ® OF.<br />
Clear filtrate 6 days.<br />
21
ALLOFIN ® <strong>de</strong>crease the risk of sizing <strong>de</strong>posits<br />
Deposit Control- ein wissenschaftlich orientierter Ansatz<br />
Tallofin OF ® - <strong>de</strong>r multifunktionelle Belagsverhin<strong>de</strong>rer<br />
TALLOFIN ® reduziert das Risiko von Ablagerungen von AKD / ASA<br />
White water + 60 ppm ASA 4 hours<br />
White water + 60 ppm ASA 2 hours<br />
TALLOFIN ® OF 100 ppm 2 hours<br />
White water + 60 ppm AKD 4 hours<br />
White water + 60 ppm AKD 2 hours<br />
TALLOFIN ® EN 100 ppm 2 hours<br />
22
Deposit Control- ein wissenschaftlich orientierter Ansatz<br />
Tallofin OF ® - <strong>de</strong>r multifunktionelle Belagsverhin<strong>de</strong>rer<br />
► Vorteile durch <strong>de</strong>n Einsatz von Tallofin OF ® (1)<br />
- Die Papiermaschine und die Wasserkreisläufe bleiben länger sauber.<br />
Boil- outs können ausein<strong>an</strong><strong>de</strong>r gezogen wer<strong>de</strong>n o<strong>de</strong>r g<strong>an</strong>z entfallen.<br />
- Org<strong>an</strong>ische Ablagerungen und damit verbun<strong>de</strong>ne Batzenbildung<br />
(Löcher, Abrisse, Ablagerungen in <strong>de</strong>r Trockenpartie etc.) gehen<br />
zurück. Die Anzahl, <strong>de</strong>r durch Stickies und Schmutz verursachten<br />
Abrisse wird reduziert.<br />
- Siebe und Filze <strong>an</strong> <strong>de</strong>r PM lassen sich einfacher reinigen,<br />
entstehen<strong>de</strong> Verunreinigungen sind weniger hartnäckig.<br />
- Die PM- Siebe können beim Stillst<strong>an</strong>d in <strong>de</strong>r Regel ohne zusätzliche<br />
Chemikalien sauber gespritzt wer<strong>de</strong>n.<br />
- Eine Sieb- Passivierung ist nicht nötig (Kosteneinsparung).<br />
23
Deposit Control- ein wissenschaftlich orientierter Ansatz<br />
Tallofin OF ® - <strong>de</strong>r multifunktionelle Belagsverhin<strong>de</strong>rer<br />
► Vorteile durch <strong>de</strong>n Einsatz von Tallofin OF ® (2)<br />
- Filze verlegen weniger schnell mit org<strong>an</strong>ischen Subst<strong>an</strong>zen und<br />
bleiben länger offen. Dies k<strong>an</strong>n zu längeren Filz- Laufzeiten führen.<br />
- Der Wasserkreislauf k<strong>an</strong>n eingeengt wer<strong>de</strong>n. Klarwasser <strong>an</strong>stelle<br />
von Frischwasser in bestimmten Spritzrohren ist <strong>de</strong>nkbar.<br />
- Tallofin OF wirkt auch als Belagsverhin<strong>de</strong>rer zur Vermeidung von<br />
Schleimschichten und damit verbun<strong>de</strong>nen <strong>an</strong>aeroben Zonen (H 2 S,<br />
Pink- slime, Buttersäure etc.) Die Biozi<strong>de</strong> können besser wirken- oft<br />
k<strong>an</strong>n die Bioziddosierung reduziert wer<strong>de</strong>n (Kosteneinsparung).<br />
- Die Bildung von un<strong>an</strong>genehm riechen<strong>de</strong>n nie<strong>de</strong>rmolekularenorg<strong>an</strong>ischen<br />
Säuren wird reduziert.<br />
- Der saisonale Einfluss von mikrobiologischer Aktivität geht zurück!<br />
24
Deposit Control- ein wissenschaftlich orientierter Ansatz<br />
Tallofin OF ® - <strong>de</strong>r multifunktionelle Belagsverhin<strong>de</strong>rer<br />
►Einsatz, Dosiermenge, Systemreinigung<br />
- Dosierung in Spritzrohren, im Siebwasser o<strong>de</strong>r auch direkt im<br />
Pulper möglich.<br />
- Als Richtgröße für die Start- Dosierung empfehlen wir 500 g/t<br />
(100 g/t HD Filze, 400 g/t ND- Siebpartie).<br />
Die Dosiermenge sollte schrittweise <strong>an</strong>gehoben wer<strong>de</strong>n.<br />
- Vor <strong>de</strong>r ersten Dosierung sollte eine Systemreinigung mit Tallofin<br />
OF und Natronlauge erfolgen.<br />
- Wenn möglich sollte dabei die Kreislauftemperatur ca. 50 Grad<br />
Celsius betragen und für min<strong>de</strong>stens 2- 3 Stun<strong>de</strong>n im Kreislauf<br />
gefahren wer<strong>de</strong>n. Es empfiehlt sich zur Unterstützung <strong>de</strong>r<br />
„Putzwirkung“ Reststoff im System zu belassen.<br />
- Nach <strong>de</strong>r Systemreinigung wird das Reinigungswasser komplett<br />
abgelassen und mit Frischwasser gespült.<br />
25
Deposit Control- ein wissenschaftlich orientierter Ansatz<br />
Anwendungsbeispiel- Verpackungspapiere<br />
Produktion: 120,000 t/a Testliner, Wellenstoff<br />
Rohstoff: 100% Altpapier<br />
pH: 6.2 Temperatur: 42 ºC<br />
Additive:<br />
- Masseleimung: nein<br />
- Retention: Polymer<br />
- Fixierung: nein<br />
- Stärke: Oberfläche<br />
- Füllstoff: nein<br />
- Normales Biozidprogramm<br />
26
Deposit Control- ein wissenschaftlich orientierter Ansatz<br />
Anwendungsbeispiel- Verpackungspapiere<br />
ASHLAND program:<br />
- TALLOFIN ® OF, 400 g/t ND- Spritzrohre Siebpartie<br />
- TALLOFIN ® OF 100 g/t HD- Spritzrohre Pressenpartie<br />
gemeinsam mit bestehen<strong>de</strong>m Biozidsystem<br />
Grund für <strong>de</strong>n Einsatz / Wechsel <strong>de</strong>s Systems<br />
- Geruchsbelästigung im Fertigpapier, schlechter Maschinenlauf, Schmutz<br />
Vorteile für <strong>de</strong>n Kun<strong>de</strong>n<br />
Erhöhung <strong>de</strong>r Gesamtverfügbarkeit <strong>de</strong>r Maschine von 84% auf 87%<br />
<br />
<br />
<br />
Reduzierung <strong>de</strong>r Abrisse von ca. 110 auf ca. 70 im Monat<br />
keine Geruchsbelästigung mehr im Fertigpapier (Reklamationen)<br />
Erhöhung <strong>de</strong>r Zeit zwischen <strong>de</strong>n Reinigungsstillstän<strong>de</strong>n von 5 auf 8 Tage<br />
27
Deposit Control- ein wissenschaftlich orientierter Ansatz<br />
Anwendungsbeispiel- Tissue<br />
Produktion: 60,000 t/a Tissue<br />
Rohstoff: 100% Zellstoff<br />
pH: 7,4 Temperatur: 40 ºC<br />
Additive:<br />
- Masseleimung: nein<br />
- Retention: Polymer<br />
- Fixierung: ja<br />
- Stärke: nein<br />
- Füllstoff: nein<br />
- Nassfestmittel<br />
- Normales Biozidprogramm<br />
28
Deposit Control- ein wissenschaftlich orientierter Ansatz<br />
Anwendungsbeispiel- Tissue<br />
ASHLAND program:<br />
- TALLOFIN ® OF, 600 g/t Zulauf Scheibenfilter SW2= Rückwasser<br />
- Optimierung <strong>de</strong>s Biozidsystem (Einsatz eines Dualsystems)<br />
Grund für <strong>de</strong>n Einsatz / Wechsel <strong>de</strong>s Systems<br />
- Geruchsbelästigung i. Klarwasser, schlechter Maschinenlauf, pink slime<br />
Vorteile für <strong>de</strong>n Kun<strong>de</strong>n<br />
Erhöhung <strong>de</strong>r Ø-Maschinengeschwindigkeit von 1600 auf 1780 m/min<br />
Steigerung <strong>de</strong>r Produktion von Ø 4400 auf Ø 5000 t/ im Monat<br />
keine Geruchsbelästigung mehr im Klarwasser (H 2 S)<br />
kein pink- slime mehr , <strong>de</strong>utlich weniger Abrisse<br />
29
Deposit Control- ein wissenschaftlich orientierter Ansatz<br />
Deposit Control<br />
- ist kein Geheimnis und auch keine “Zauberei”<br />
- k<strong>an</strong>n m<strong>an</strong> auf wissenschaftlicher Basis betreiben<br />
- ist ein kontinuierlicher Prozeß<br />
<strong>Papiermaschinen</strong> sind dynamische Systeme<br />
- saisonale Variationen<br />
- Än<strong>de</strong>rungen durch <strong>de</strong>n Rohstoffeintrag<br />
- Än<strong>de</strong>rungen in <strong>de</strong>r Prozeßführung<br />
- etc.<br />
30
Deposit Control- ein wissenschaftlich orientierter Ansatz<br />
D<strong>an</strong>ke<br />
Für die Geduld, Ausdauer und Aufmerksamkeit<br />
möchte ich mich g<strong>an</strong>z herzlich bed<strong>an</strong>ken!<br />
Fragen?<br />
31
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