Forschungsstelle: Leiter der Forschungsstelle:
Papiertechnische Stiftung (PTS) Dr.-Ing. H. Großmann
Heßstraße 134
Projektleiter:
80797 München Prof. Dr.-Ing. J. Blechschmidt
Dr. E. Hanecker
Internet: www.pts-papertech.de Tel.: 0 89 / 1 21 46 – 0
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Forschungsgebiet: Schlagworte:
Faserstofferzeugung und –verbesserung Deinking, Wasserstoffperoxid 1. Forschungsthema
Einflußfaktoren auf die Zersetzung von Wasserstoffperoxid bei der Altpapieraufbereitung 2. Ausgangssituation/Problemstellung
In Deinkinganlagen wird zunehmend beobachtet, daß Wasserstoffperoxid zersetzt wird. Dies wird heute auf die Anwesenheit von Katalasen zurückgeführt. Bestimmt werden Katalasen über die Zersetzung von Wasserstoffperoxid. Diese Zersetzung kann allerdings auch von anderen Einflußgrößen, wie der Anwe- senheit von Schwermetallen, bestimmten Druckfarbenbestandteilen, aber auch durch andere Störstoffe aus dem Kreislaufwasser einer Aufbereitungsanlage hervorgerufen werden. So können diese Probleme auch dadurch hervorgerufen werden, daß Wässer aus einer nachgeschalteten reduktiven Bleiche diese Zersetzung hervorrufen.
3. Forschungsziel/Forschungsergebnis
Die erheblichen wirtschaftlichen Auswirkungen, die eine erhöhte Peroxidzehrung mit sich bringt, verlan- gen rasche und wirksame Gegenmaßnahmen. Voraussetzung hierfür ist die möglichst genaue Kenntnis der Mechanismen, die die Peroxidzehrung letztlich hervorrufen. Diesem Ziel, das klare Aussagen bezüg- lich der Bedeutung der verschiedenen prinzipiell bekannten Ursachen unter den ja durchaus unter- schiedlichen Bedingungen in den Fabriken beinhaltet, soll das beantragte Projekt dienen. Die Zerset- zung von Wasserstoffperoxid wird durch Schwermetallionen, bestimmte Druckfarben, Katalasen sowie reduktive Bleichchemikalien verursacht, die über das Verdünnungswasser eingetragen werden. Bereits geringste Mengen an Schwermetallionen führen zu einer raschen Zersetzung von Wasserstoffperoxid;
durch die Zugabe von ausreichenden Mengen an Wasserglas kann diese jedoch deutlich reduziert wer- den kann. Modelluntersuchungen mit Katalase ergaben, daß Katalase auch bei alkalischen Bedingun- gen eine Zersetzung von Wasserstoffperoxid hervorruft; in Gegenwart von Deinkingchemikalien wird die Zersetzungsgeschwindigkeit allerdings herabgesetzt. Eine Temperaturerhöhung führt ebenfalls zu einer Verringerung der Zersetzungsgeschwindigkeit; zur Inaktivierung der Katalasen sind allerdings Tempera- turen über 90 °C notwendig. Eine vollständige Zersetzung von Wasserstoffperoxid durch reduktive Bleichchemikalien wird infolge ihrer gering auftretenden Konzentrationen, wie sie bei der Altpapierstoff- bleiche vorliegen, nicht bewirkt. Bei Vorhandensein ausreichender Mengen an Restperoxid kann eine durch Katalase hervorgerufene Zersetzung aufgrund der Biozidwirkung von Wasserstoffperoxid verhin- dert werden.
4. Anwendung/Wirtschaftliche Bedeutung
Dem Papiergewerbe, insbesondere den altpapierverarbeitenden Papierfabriken liefern die Ergebnisse des Projektes Möglichkeiten, innerhalb der Verfahrenstechnik und des Chemikalieneinsatzes Maßnah- men zur Verhinderung einer Zersetzung von Wasserstoffperoxid einzuleiten. Wasserstoffperoxid gehört zu den kostenintensivsten Deinkingchemikalien. Eine Zersetzung von Wasserstoffperoxid führt demnach zu überproportional steigenden Chemikalienkosten. Zudem werden, um diese Zersetzung zu verhindern, Biozide und sonstige Hilfsmittel gegen Katalasen eingesetzt, die zusätzlich Kosten verursachen. Eine Analyse der Einflußfaktoren und daraus ableitbare kostengünstigere Maßnahmen, diese Zersetzung zu verhindern, wie z. B. gezielte Kreislaufwasserreinigung oder Schaltung von Wasserkreisläufen, können zu einer Kostensenkung führen.
Bearbeitungszeitraum: 01.06.1997 – 31.05.1999 Bemerkungen:
Das Forschungsvorhaben AiF 11 189 wird aus Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Tech- nologie gefördert.
