Sonderdruck Twogether 28 (2009) (de) - Voith
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<strong>Voith</strong> Paper<br />
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<strong>de</strong>n weltweiten Kun<strong>de</strong>nkreis,<br />
die Partner und Freun<strong>de</strong><br />
von <strong>Voith</strong> Paper<br />
<strong>Voith</strong> Paper Fiber & Environmental<br />
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<strong>Son<strong>de</strong>rdruck</strong> aus twogether <strong>28</strong>,<br />
Juni <strong>2009</strong><br />
Copyright 06/<strong>2009</strong>: Reproduktion und<br />
Vervielfältigungen nur nach ausdrücklicher<br />
Genehmigung <strong>de</strong>r Chefredaktion.<br />
<br />
twogether<br />
Magazin für Papiertechnik<br />
<strong>Son<strong>de</strong>rdruck</strong> aus twogether <strong>28</strong> I Refinergarnitur PLURALIS TM<br />
Umrüstung auf PLURALIS macht sich bezahlt<br />
Abb. 1: Die Garniturenfamilie von PLURALIS reduziert die spezifische Kantenbelastung <strong>de</strong>utlich.<br />
Energie sparen mit neuen Refinern und Refinergarnituren<br />
Umrüstung auf PLURALIS macht sich bezahlt<br />
Wie positiv sich die Optimierung von Refinergarnituren auf die Energiebilanz und Stoffqualität – und<br />
damit auf die Betriebskosten – auswirken kann, zeigen drei Beispiele. Bis zu 193.000 Euro wur<strong>de</strong>n<br />
pro Jahr eingespart.<br />
Die Mahlung <strong>de</strong>s Faserstoffs spielt in<br />
<strong>de</strong>r Papierherstellung eine wichtige<br />
Rolle: Einerseits ist sie eine Schlüsseltechnologie<br />
in <strong>de</strong>r Stoffaufbereitung,<br />
die weitreichen<strong>de</strong> Auswirkungen auf<br />
die Eigenschaften <strong>de</strong>r produzierten<br />
Papiere hat, an<strong>de</strong>rerseits wirkt sich <strong>de</strong>r<br />
hohe Energieeinsatz bei <strong>de</strong>r Mahlung<br />
negativ auf die Betriebskosten aus. Die<br />
Optimierung und die Entwicklung von<br />
Mahlmaschinen sowie <strong>de</strong>r technologiebestimmen<strong>de</strong>n<br />
Arbeitselemente ha-<br />
ben bei <strong>Voith</strong> Paper eine langjährige<br />
Tradition. Für <strong>de</strong>n optimalen und<br />
energiesparen<strong>de</strong>n Betrieb wur<strong>de</strong> ein<br />
breites Portfolio an Refinergarnituren<br />
entwickelt, <strong>de</strong>ren jüngstes Mitglied<br />
die PLURALIS Garniturenfamilie ist.<br />
<strong>28</strong><br />
2
PRODUKTE PRODUKTE<br />
Reißlängenin<strong>de</strong>x [Nm/g]<br />
100<br />
80<br />
60<br />
40<br />
20<br />
0<br />
10 20<br />
Je<strong>de</strong>r Rohstoff hat für seine Mahlbehandlung<br />
eine optimale spezifische<br />
Kantenbelastung. Bei Eukalyptus liegt<br />
diese beispielsweise bei 0,6 J/m (siehe<br />
Abb. 2). Werte unter bzw. über <strong>de</strong>r optimalen<br />
spezifischen Kantenbelastung<br />
liefern schlechtere Festigkeitswerte.<br />
Deshalb sollte die spezifische Kantenbelastung<br />
mit einer geeigneten Mahlauslegung<br />
eingestellt wer<strong>de</strong>n. Hier<br />
dient die Refinergarnitur als Stellglied.<br />
In <strong>de</strong>r Praxis ist die spezifische Kantenbelastung<br />
oft zu hoch für die eingesetzten<br />
Faserrohstoffe. Um sie zu senken,<br />
sind Refinergarnituren nötig, die<br />
eine hohe sekündliche Kantenlänge<br />
aufweisen, da die effektive Mahlleistung<br />
<strong>de</strong>s Refiners in <strong>de</strong>r Regel konstant<br />
bleiben muss (siehe Abb. 3).<br />
Peff SEL = [J/m]<br />
CEL<br />
30 40 50 60<br />
Mahlgrad [SR]<br />
P = effektive Wirkleistung <strong>de</strong>r Mahl-<br />
eff<br />
maschine [kW]<br />
CEL = sekündliche Kantenlänge <strong>de</strong>r<br />
Mahlgarnitur [km/s]<br />
Abb. 3: Formel zur Errechnung <strong>de</strong>s SEL.<br />
Reißlängenin<strong>de</strong>x [Nm/g]<br />
100<br />
80<br />
60<br />
40<br />
20<br />
0<br />
1,2 1,3<br />
Abb. 2: Es gibt für je<strong>de</strong>n Rohstoff eine optimale spezifische Kantenbelastung (SEL).<br />
1,4 1,5 1,6 1,7 1,8<br />
Volumen [cm³/g]<br />
Für diese Anfor<strong>de</strong>rungen hat <strong>Voith</strong> Paper<br />
die PLURALIS Garniturenfamilie<br />
entwickelt, gemeinsam mit Kun<strong>de</strong>n<br />
getestet und auf <strong>de</strong>n Markt gebracht.<br />
Mit diesen gegossenen Garnituren ist<br />
es möglich, die spezifische Kantenbelastung<br />
auf ein sehr wirtschaftliches<br />
Maß zu senken.<br />
Reduzierung <strong>de</strong>r Kantenbelastung<br />
Zum Einsatz kamen PLURALIS Refinergarnituren<br />
beispielsweise bei <strong>de</strong>r<br />
Papier- und Kartonfabrik Varel und<br />
ersetzten damit Standardmahlgarnituren.<br />
Bei <strong>de</strong>r Produktion hochwertiger<br />
Kartonsorten wur<strong>de</strong> durch eine wesentliche<br />
Verbesserung <strong>de</strong>r Formation<br />
eine entschei<strong>de</strong>n<strong>de</strong> Qualitätsverbesserung<br />
erzielt. Die Reduzierung <strong>de</strong>r<br />
spezifischen Kantenbelastung ermöglicht,<br />
dass die hochwertigen Faserstoffe<br />
stärker ausgemahlen wer<strong>de</strong>n<br />
können. Das hat zur Folge, dass sich<br />
die Formation <strong>de</strong>r Außenlagen verbesserte<br />
und damit Kosten reduziert wur<strong>de</strong>n.<br />
Bei hochwertigen Altpapiersorten<br />
konnte dank <strong>de</strong>r neuen Mahlgarnituren<br />
das Flächengewicht <strong>de</strong>r Außenlagen<br />
Garnitur<br />
Schnittwinkel<br />
40 º<br />
40 º<br />
40 º<br />
Spezifische<br />
Kantenbelastung<br />
0,3 J/m<br />
0,6 J/m<br />
1,2 J/m<br />
Gebleichtes Eukalyptussulfat:<br />
optimale spez. Kantenbelastung bei 0,6 J/m<br />
bei min<strong>de</strong>stens gleichen technologischen<br />
Eigenschaften <strong>de</strong>utlich<br />
gesenkt wer<strong>de</strong>n.<br />
Ein weiterer Effekt ist die Energieeinsparung<br />
durch <strong>de</strong>n Verzicht auf eine<br />
Reihenschaltung von zwei Refinern, die<br />
in <strong>de</strong>r Vergangenheit erfor<strong>de</strong>rlich war,<br />
um die Mahlgradvorgaben zu erreichen.<br />
Seit <strong>de</strong>m Einsatz von PLURALIS<br />
hat es keine weiteren Schä<strong>de</strong>n an<br />
Refinergarnituren infolge von Überlast<br />
gegeben. Die Standzeiten <strong>de</strong>r Mahlgarnituren<br />
konnten dadurch erheblich<br />
verbessert wer<strong>de</strong>n. Der Papierhersteller<br />
aus Varel ist so zufrie<strong>de</strong>n, dass er diese<br />
Technologie zukünftig auch in an<strong>de</strong>ren<br />
Mahlmaschinen einsetzen wird.<br />
10-25 % weniger Energie<br />
Bei <strong>de</strong>r Papierfabrik M-real Zan<strong>de</strong>rs in<br />
Bergisch Gladbach wur<strong>de</strong>n die veralteten<br />
Steilkegelrefiner ersetzt. Sie hatten<br />
sich in <strong>de</strong>r Vergangenheit als unwirtschaftlich<br />
sowie sehr instandhaltungsintensiv<br />
erwiesen, und ihre Kapazität<br />
reichte für eine geplante<br />
Produktionserhöhung nicht mehr aus.<br />
<strong>Voith</strong> Paper installierte eine neue<br />
Kurzfasermahlung, bestehend aus vier<br />
TwinFlo TF1E Doppelscheibenrefinern,<br />
<strong>de</strong>ren technologisches Herzstück<br />
PLURALIS Refinergarnituren<br />
darstellen. Durch sie wur<strong>de</strong> die spezifische<br />
Kantenbelastung so weit gesenkt,<br />
wie es für die überwiegend<br />
verwen<strong>de</strong>ten Eukalyptuszellstoffe<br />
erfor<strong>de</strong>rlich ist. Die im Vorfeld <strong>de</strong>r Investition<br />
in Ravensburg gefahrenen<br />
Technikumsversuche wur<strong>de</strong>n in <strong>de</strong>r<br />
Praxis bestätigt. „Durch <strong>de</strong>n Umbau<br />
haben wir Energieeinsparungen<br />
zwischen 10 und 25 % erzielt“,<br />
berichtet Oliver Kalmes, Leiter <strong>de</strong>r<br />
Produktion Papiererzeugung, Veredlung<br />
gussgestrichen bei M-real Zan<strong>de</strong>rs.<br />
Unter Beibehaltung <strong>de</strong>r technologischen<br />
Eigenschaften können nun<br />
dichtere Papiere hergestellt wer<strong>de</strong>n,<br />
und bei einigen Sorten wur<strong>de</strong> <strong>de</strong>r<br />
Langfasergehalt gesenkt, ohne die<br />
guten Festigkeitseigenschaften zu<br />
verlieren. Die Instandhaltungs- und<br />
Garniturkosten sind durch die mo<strong>de</strong>rnen<br />
Doppelscheibenrefiner heute<br />
geringer als vor <strong>de</strong>m Umbau.<br />
Jährliche Einsparung:<br />
193.000 Euro<br />
Bei StoraEnso in Uetersen sollte eine<br />
alte Mahlstraße mit fünf Flachkegelrefinern<br />
eliminiert und ihre Kapazität<br />
auf eine vorhan<strong>de</strong>ne Mahlstraße mit<br />
zwei Beloit Doppelscheibenrefinern<br />
übertragen wer<strong>de</strong>n. Nach <strong>de</strong>r I<strong>de</strong>e <strong>de</strong>s<br />
Kun<strong>de</strong>n baute dieser die Doppelschei-<br />
<strong>28</strong> I <strong>2009</strong> I <strong>Voith</strong> Paper I twogether <strong>28</strong> I <strong>2009</strong> I <strong>Voith</strong> Paper I twogether<br />
„Durch <strong>de</strong>n Umbau haben wir Energie-<br />
einsparungen zwischen 10 und 25 % erzielt.“<br />
Oliver Kalmes, M-real Zan<strong>de</strong>rs<br />
Abb. 4: Bei M-real Zan<strong>de</strong>rs in Bergisch Gladbach ist dieser TwinFlo Doppelscheibenrefiner<br />
zusammen mit einer PLURALIS Refinergarnitur die i<strong>de</strong>ale Lösung für Eukalyptuszellstoffe.<br />
Das Ergebnis überzeugt: Die Summe<br />
aller Maßnahmen führte laut <strong>de</strong>m<br />
Papierhersteller zu Einsparungen von<br />
193.000 Euro pro Jahr. Die Investitionskosten<br />
waren vergleichsweise gering.<br />
Die PLURALIS Refinergarnituren haben<br />
einen entschei<strong>de</strong>n<strong>de</strong>n Anteil an <strong>de</strong>r<br />
Kostenreduzierung, da durch sie die<br />
hohe Kapazität optimal über die vorhan<strong>de</strong>nen<br />
Refiner gefahren wer<strong>de</strong>n<br />
kann. StoraEnso in Uetersen hat inzwischen<br />
eine weitere Mahlstraße auf<br />
PLURALIS umgerüstet.<br />
Die drei Projekte zeigen: Mithilfe perfekt<br />
angepasster PLURALIS Garnituren<br />
können die Betriebskosten <strong>de</strong>utlich<br />
benrefiner von Mono- auf DuoFlo um, gesenkt wer<strong>de</strong>n. So verbessern sich<br />
um ihre hydraulische Kapazität zu die Wirtschaftlichkeit bei <strong>de</strong>r Erzeu-<br />
erhöhen. Zu<strong>de</strong>m sollte die insgesamt gung und die Qualität <strong>de</strong>r Produkte.<br />
benötigte Mahlenergie mit zwei Doppel- Basis <strong>de</strong>s Erfolgs war in allen drei<br />
scheibenrefinern übertragen wer<strong>de</strong>n, Projekten die gute, partnerschaftliche<br />
ohne dabei die spezifische Kantenbelas- Zusammenarbeit mit <strong>de</strong>m Kun<strong>de</strong>n.<br />
tung für die Zellstoffmischung zu stark<br />
zu erhöhen. Dies wur<strong>de</strong> mit <strong>de</strong>r Ausrüstung<br />
<strong>de</strong>r Beloit DD3000 Refiner mit Im Fokus: PLURALIS<br />
PLURALIS Refinergarnituren erreicht, ProEnvironment<br />
da sie die erfor<strong>de</strong>rliche sekündliche Kan- ProRunnability<br />
tenlänge zur Verfügung stellen können. ProQuality<br />
Sektion: Stoffaufbereitung<br />
Breite: alle<br />
Papiersorte: alle<br />
Kontakt<br />
Achim Schrö<strong>de</strong>r<br />
achim.schroe<strong>de</strong>r@voith.com