Forschungsstelle:
PTS München Heßstr. 134 80797 München
Leiter der Forschungsstelle:
Dr. P.W. Rizzi Projektleiter:
Dipl.-Ing. (FH) Ch. Bienert Tel: 089 / 12146-469 Fax: 089 / 12146-36
Internet: www.ptspaper.de E-mail: Ch.Bienert@ptspaper.deT Forschungsgebiet: Prozessziele Schlagworte:
Faserstofferzeugung / Altpapieraufbereitung Altpapierstoffaufbereitung, Simulation, Faserstoffverluste
Thema:
Reduzierung von Faserstoffverlusten und Einsparung von Entsorgungskosten durch Optimierung der Aufbereitung von Altpapier für die Erzeugung von graphischen Papieren mittels Prozesssimulation.
Ausgangssituation/Problemstellung
Das für die Papierherstellung eingesetzte Altpapier fällt an den unterschiedlichsten Stellen, in der unterschiedlichsten Zusammensetzung und immer mehr oder weniger stark mit papierfremden Stoffen verunreinigt an. Die Aufbereitung dieses Rohstoffes zu einem für die erneute Papierherstellung geeigneten Halbstoff ist deshalb zwangsläufig mit einem erheblichen Anfall an Verunreinigungen verbunden. Die anfallenden Abfallmengen hängen jedoch nicht alleine von der Menge an Verunreinigungen im Altpapier ab, sondern auch von der Art und der Selektivität der angewandten Reinigungsverfahren sowie dem erforderlichen Reinheitsgrad des Altpapierstoffes. Über die Rejekte werden neben den Verunreinigungen (z.B.
Metallklammern, Kunststofffolien, Klebstoffe, Schmutz, schwer zerfaserbare Papiere usw.) auch Faserstoffbestandteile, die durch mehrfaches Recycling für eine Neupapierherstellung ungeeignet sind, sowie durchaus noch verwertbare Faseranteile als Verlust mit ausgetragen.
Der Rohstoff Altpapier sollte so effektiv wie möglich genutzt werden. Dies kann insbesondere durch eine Reduktion des Anteils der verwertbaren Fasern in den Rejekten erreicht werden. Dadurch können die bei der Altpapieraufbereitung anfallenden Abfallmengen und die damit verbundenen Entsorgungskosten gesenkt werden. Neben den im Altpapier enthaltenen unerwünschten Bestandteilen beeinflusst vor allem die jeweilige Aufbereitungstechnik das Mengenaufkommen der Sortierrückstände. Dabei sind beim Einsatz gleichwertiger Altpapierqualitäten und bei der Herstellung vergleichbarer Produkte in den einzelnen Betrieben erhebliche Schwankungen im Rejektaufkommen zu beobachten. Dieses lässt auf noch nicht genutzte Vermeidungs- und Reduktionspotentiale im Bereich des Rohstoffeinsatzes und der Produktionstechnik schließen.
Forschungsziel/Forschungsergebnis
Ziel des Forschungsvorhabens ist es, vor dem Hintergrund einer sich allmählich verschlechternden Qualität des Rohstoffs Altpapier, den derzeit gegebenen Einsatz deinkter Altpapierstoffe für die Herstellung von graphischen Papieren durch Modifizierung und Optimierung der Altpapierstoffaufbereitung in Papierfabriken, die graphische Papiere vorwiegend aus Altpapier produzieren, sicherzustellen und zu erweitern. Dabei sollen der Altpapiereinsatz optimiert, d.h. die Faserstoffmenge im Gutstoff der Sortierer maximiert, und die bei der Altpapierstoffaufbereitung anfallenden Abfallmengen auf ein Minimum verringert werden. Faserstoffverluste sollen also vermindert und die Qualität des Fertigstoffes verbessert werden.
Nach Auswahl geeigneter Papierfabriken wurden die vollständigen Bestandsaufnahmen in zwei unterschiedlichen Altpapierstoffaufbereitungsanlagen für die Erzeugung graphischer Papiere durchgeführt. Dabei wurden sowohl anlagenspezifische, als auch den Prozessablauf betreffende Daten ermittelt. Dabei wurden alle für den Aufbau von Simulationsmodellen notwendigen Parameter erfasst und die erforderlichen Laboruntersuchungen durchgeführt.
Auf der Basis der gewonnenen Daten wurden Simulationsmodelle erstellt. Bei der Erstellung der Simulationsmodelle wurde der größte Teil der Ergänzungs- und Anpassungsarbeiten durchgeführt. Für beide Altpapierstoffaufbereitungsanlagen wurden die Simulationsmodelle konfiguriert und parametriert. Für die erste Papierfabrik wurden darüber hinaus Simulationsrechnungen durchgeführt und Maßnahmen zur Optimierung der Altpapierstoffaufbereitungsanlage erarbeitet.
Anhand der Simulationsmodelle werden im letzten Schritt weitere Simulationsrechnungen zur Optimierung der Schaltungen und der Betriebsweisen sowie vergleichende Bewertungen durchgeführt.
Anwendung/Wirtschaftliche Bedeutung
Die Optimierung der Altpapierstoffaufbereitung durch eine verbesserte Schaltung und Dimensionierung sowie einen optimierten Betrieb ermöglichen eine Reduzierung des Abfallanfalles und der Faserstoffverluste sowie eine Senkung der damit verbundenen Entsorgungskosten.
Die Ergebnisse des Forschungsvorhabens dienen im wesentlichen den kleinen und mittelständischen Unternehmen zum effektiven Betrieb ihrer Anlagen unter Ausnutzung der gegebenen Möglichkeiten und unter Einsparung von überflüssigen Rohstoff- und Entsorgungskosten. Dadurch wird die Wettbewerbsfähigkeit der Altpapier verarbeitenden Papierfabriken, die graphische Papiere produzieren, sichergestellt, die ja im Wettbewerb mit Erzeugern altpapierfreier Papiere gleichwertige Neupapiere herstellen müssen.
Bearbeitungszeitraum: 01.07.2002 – 30.06.2004 Bemerkungen
Das Forschungsvorhaben AiF 13355 wird aus Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Arbeit gefördert.
