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Detailanlagen sind dafür: Holzaufbereitung mit Entrindung, Hackschnitzelherstellung und -aufbereitung, -transport, -lagerung, ggf. -mischung und -dosierung, Kochung, Sortierung, Eindickung und Wäsche, Bleiche, Stoffentwässerung und -trocknung, Ballenherstellung und -verpackung. Jeder Einzelschritt im Prozeßablauf wurde im Laufe der vergangenen ca. 15 Jahre von Sunds Defibrator kritisch überprüft und innovativ an die aktuellen technischen und technologischen Anforderungen angepaßt. So gibt es praktisch überall nur Neues und nichts Althergebrachtes mehr zu sehen. Triebfedern für die Entwicklungen waren insbesondere die für die Zellstofferzeugung verschärften Auflagen für den Umweltschutz, die Eliminierung von Elementarchlor und schließlich die vollkommen chlorfreie Bleiche, die Optimierung der Ausbeute und Minimierung von Abfallstoffen, steigende Qualitätsansprüche der Kunden bezüglich Festigkeitseigenschaften und Gleichmäßigkeit der Qualitätsparameter, Leistungssteigerung und Kostensenkung der Betriebsanlagen, u. v. a. m. Wenn man sich diese Anforderungspalette genauer durchdenkt, so wird verständlich, daß sich daraus komplett veränderte Technologieschritte ergeben und es nimmt nicht wunder, daß beispielsweise die neuen Bleichstufen mit Sauerstoff oder Ozon in ihrer Chemie unkonventionelle neue und aufwendige Anforderungen stellen, die sich auch auf vorausgegangene Prozeßstufen – beispielsweise die Wäsche zwischen den Bleichstufen zur Entfernung von Reaktionsprodukten oder die Kochung per se – massiv auswirken. TCF-Zellstoffherstellung Um es kurz zu machen: die TCF-Technologie zur Herstellung von Nadelholz-Verstärkerzellstoff (mit besonderen technologischen Eigenschaften bezüglich Mahlbarkeit und daraus resultierenden mechanischen und optischen Eigenschaften zur Herstellung insbesondere grafischer Papiere mit hochwertigen Verarbeitungseigenschaften in schnellen Druckmaschinen) setzt eine sehr gleichmäßige Durchkochung der Hackschnitzel und in allen Prozeßstufen faserschonende Behandlung voraus. Für die Kochung ist das „Super- Batch”-Verfahren die optimale Technologie 11–12/98 244 PAPIERERZEUGUNG mit gewissen Vorteilen gegenüber der bekannten kontinuierlichen Kochung. Es liefert beispielsweise bei vergleichbarem Aufschlußgrad leicht erhöhte Ausbeute. TCF- Bleichfolgen mit Sauerstoff und Ozon setzen gegenüber konventionellen Bleichfolgen einen höheren Aufschlußgrad voraus, d. h. die Kochung wird zu niedrigen Kappa-Werten geführt. Das birgt die Gefahr von Faserschädigungen mit Festigkeitsverlusten in sich, die man nicht tolerieren kann. Aus diesem Grunde muß die Kochung sehr schonend und zu hoher Gleichmäßigkeit innerhalb der einzelnen Hackschnitzel geführt werden. Das kann man nur mit zuverlässiger Imprägniertechnik der Hackschnitzel mit der Kochflüssigkeit, sorgsamer Temperaturführung und stufenweiser Führung des Kochprozesses mit diversen Kochflüssigkeitsmischungen aus Frischlauge und Schwarzlauge sowie gezielter Chemikalienführung erreichen. Schlüsselfunktion hat dabei aber auch die Struktur und Gleichmäßigkeit der Hackschnitzel, denn von ihrer Struktur ist der Ablauf der Imprägnierung mit der Kochflüssigkeit abhängig. Es hat also spezieller Forschungsarbeit auch auf diesem Gebiet bedurft, die Voraussetzungen für diese Technologie zu schaffen, d. h. man hat sich intensiv mit der Qualität und der Qualitätssteuerung der Hackschnitzel bis hin zu den Hackmaschinen, der Hackschnitzelsortierung, der Aufbereitung der Rejekts zu nutzbarer Qualität u. a. m. befassen müssen. Die notwendigen Maßnahmen gehen noch weiter in der Produktionskette zurück: einzubeziehen waren auch die Entrindung und das Holzhandling, mit anderen Worten die gesamte Technik der Holzaufbereitung vor der eigentlichen Faserstoffherstellung. Natürlich hat dann auch noch die Holzqualität als solche ihre Einflüsse. Materialschonung als Ziel Wesentliches Ziel ist auch in diesen Vorstufen zur eigentlichen Faserstoffherstellung in jedem Schritt äußerste Schonung des Materials, im Bereich der Holzvorbehandlung beim mechanischen Handling zunächst der Stämme, später auch der Hackschnitzel bei Aufbereitung, Transport und Lagerung. Die verbesserte Technik des Stammhandlings vermeidet weitgehend die bekannte „Pinselbildung“ an den Stammenden, die zu Faser- schäden führt, zur Stiftbildung, Bruchmaterial und schließlich zu Sortierverlusten. Die Hochleistungshackmaschinen wurden neu konzipiert, die Stammführung und Messerführung verbessert, die Voraussetzung für gleichmäßige und gezielt einstellbare Schnitzelqualität geschaffen. Der Schnitzelaustrag aus der Hackmaschine erfolgt nun schonend mit Schneckenförderern. Die neueste Hackmaschinenkonzeption trägt den Namen „Camura GS“. Die Lieferung von bisher insgesamt über 2000 Hackmaschinen spricht für eine gelungene Konstruktion. Die Beschickung der Entrindungstrommel erfolgt schonend horizontal mit dem „Gentle- Feed“-System, das aus horizontal changierenden Lamellen besteht und kaum Verschleiß unterliegt. Kettentransporteure und Rutschen wurden eliminiert. Die Entrindungstrommeln „EasyTire“ sind auf Gummireifen gelagert und über Geschwindigkeit, Durchsatz und Verweilzeit automatisiert und prozeßgesteuert. Alle Maßnahmen in der Holzvorbereitung haben summiert zu 2 bis 6% geringeren Holzverlusten geführt, zu höherer Faserstoffausbeute von 0,5 bis 2%, zu niedrigerer Kappazahl von 1 bis 3 Einheiten, zu geringeren Rejektmengen von 50 bis 85% und zu Chemikalieneinsparungen insbesondere bei der Bleiche von 5 bis 15% Alkali sowie jeweils 5% bei Sauerstoff und Chlor (bei ECF-Bleiche). Die Kosteneinsparungen bei Holz, Chemikalien und Energie tragen wesentlich zu einer schnelleren Amortisierung der Investitionskosten bei. Nach dem Siegeszug der kontinuierlichen Kochung – in Verbindung mit dem Namen Kamyr jedermann im Fach bekannt – ist es erstaunlich, daß im Zeitalter der möglichst kontinuierlich geführten Produktionsprozesse gerade hier eine Kehrtwendung erfolgte, die allerdings bei näherer Betrachtung der Umstände im Detail, wie schon angedeutet, verständlich wird. Das chargenweise arbeitende „SuperBatch”-Verfahren hat mit seiner Flexibilität bei den Kochbedingungen dazu geführt, daß gerade für TCF-Zellstoffe zum einen differenzierte Kundenwünsche bei der Qualitätseinstellung der Zellstoffe auch für kleinere Auftragsumfänge erfüllt werden können, zum anderen aber auch eine größere Beweglichkeit beim Rohstoffeinsatz gegeben ist. Letzteres ist auch ein gewichtiges Argument mit größerer Bedeutung als je zuvor. (Fortsetzung Seite 247)
Mit gleicher Kochanlage können sowohl Nadelhölzer als auch Laubhölzer aufgeschlossen werden. Das „SuperBatch”-Verfahren ist im Grunde genommen ein Mehrstufen-Verdrängungsverfahren. Zunächst muß eine optimale, gleichmäßige Durchdringung der Hackschnitzel erreicht werden. In den folgenden verschiedenen Kochphasen wird mit unterschiedlichenKochlaugen-Zusammensetzungen und mit unterschiedlicher Temperaturführung gearbeitet. In den verschiedenen Kochphasen wird die verbrauchte Kochlauge mit frischer verdrängt. Prinzip ist Gewährleistung größter Gleichmäßigkeit der Prozeßabläufe über den gesamten Kocherinhalt. Zur Schonung der Fasersubstanz wird der Kocher nicht unter Druck ausgeblasen, sondern schonend leergepumpt. Alle Vorgänge sind computergesteuert und vollautomatisiert. Diese Art der kontrollierten Prozeßführung hat es ermöglicht, daß das Kochervolumen inzwischen auf 400 m3 (Fortsetzung von Seite 244) vergrößert werden konnte. Großanlagen können heute bis zu zwölf Kocher in jeweils drei Linien, insgesamt also 36 Kocher aufweisen. Die modernsten Anlagen dieser Art stehen in Thailand, Indonesien, USA und Finnland. Nach der Kochung muß die restliche Kochlauge vom Stoff abgetrennt und der Stoff gewaschen werden. Dazu werden Doppelwalzen-Waschpressen eingesetzt, die bei großen Durchsatzleistungen mit höchster Wascheffizienz arbeiten können. Unter dem Handelsnamen „TwinRoll Press“ werden verschiedene Pressenkonfigurationen mit unterschiedlichen Leistungsdaten vertrieben. Zur Faserstoffwäsche werden im Prinzip vier verschiedene Verfahrensweisen eingesetzt: Verdünnung mit Entwässerung, Verdrängung, Diffusion und Pressung. Sie werden entweder einzeln oder in Kombination verwendet. Die „TwinRoll”-Pressen verwenden drei davon, nämlich Verdünnung und Entwässerung, Verdrängung und Pressung. Das ist der Grund für ihre ungewöhnlich große Effizienz. Sie erlauben bei großen Durchsatzleistungen Einlaufstoffdichten von minimal 3% und Auslaufstoffdichten bis zu 35%. Für die Stoffsortierung und -reinigung wurde der „DeltaScreen“ entwickelt, ein Schlitzdrucksortierer hoher Leistung. Die speziell konstruierten Schlitzkörbe tragen den Handelsnamen „Nimega“. Der „Delta- Screen” zeichnet sich durch die hohe Zulaufstoffdichte von 3 bis 5% aus, was u. a. einen großen Vorteil für die verringerte Wasserführung bei der Sortierung bedeutet. Der „Nimega”-Schlitzkorb weist außergewöhnliche Unempfindlichkeit, also hohe Standzeit auf. Die Pressen- und Sortiererkonzeptionen können natürlich auch in der Stoffaufbereitung von Holzstoff- und Altpapierlinien eingesetzt werden. Es ist ersichtlich, daß gewisse Standardkonzeptionen zu einer beachtlichen Rationalisierung in der Fertigung geführt haben werden und auch im Einsatz beim Kunden Rationaliserungseffekte ermöglichen. Deutlich niedrigerer Frischwasserverbrauch möglich Die Optimierungsanstrengungen der Anlagenteile für die einzelnen Prozeßschritte („unit operations“) führen in der Gesamtkonzeption zu gegenseitigen Optimierungseffekten mit dem Ergebnis, größtmöglicher Effizienz, vermindertem Energieverbrauch, vermindertem Frischwasserbedarf und maximaler Produktqualität. In der Summe wird beispielsweise ein Frischwasserbedarf für die Zellstofferzeugung von 5 m 3 /t für erreichbar gehalten! Ein weiterhin sehr umfangreiches Spezialgebiet, auf das hier aber nicht näher eingegangen werden soll, ist die Bleichtechnologie für ECF- und TCF- Zellstoffe; im Vordergrund steht dabei die Sauerstoff- und Ozonbleiche. Größtmögliche Effizienz hierbei setzt sauberen, gereinigten Stoff voraus, mit minimalem „carry over“, also Hinüberschleppen von Verunreinigungen aus vorausgegangenen Stufen. PAPIERERZEUGUNG Zur Faserstoffentwässerung und Ballenherstellung sind verschiedene Arten von Entwässerungsmaschinen im Einsatz: Rundsieb-, Langsieb- und Doppelsiebmaschinen mit unterschiedlichen Pressenpartiekonzeptionen. Sunds Defibrator hat als neue Konzeption die Preßformer-Doppelsieb-Entwässerungsmaschine entwickelt: sie arbeitet mit einem Langsieb-Formiertisch mit jeweils zwei nachfolgenden Doppelsieb- und Doppelfilzpressen. Der Stoffauflauf wird bei einer Stoffdichte von 1 bis 2% beschickt. Die Doppelsiebpressen können bis auf 30 bis 35% otro entwässern. Nach den beiden Doppelfilzpressen können bei Nadelholz- und Laubholz-Sulfatzellstoffen ca. 50% otro erreicht werden. Die Entwässerungs- und Trocknungssysteme sind auf größtmögliche Energieeinsparung konzipiert. Auch für die Ballenherstellung hat man flexible Systeme zur Erfüllung spezieller Kundenwünsche entwickelt, z. B. bezüglich des Ballenformates, der Verpackung oder Ballenbündelung etc. Aus dem Geschilderten soll ersichtlich werden, wie Sunds Defibrator die in den 80er Jahren aufgekommenen Erkenntnisse und Forderungen nach besserem Umweltschutz und besserer, schonender Ressourcennutzung für die Faserstofferzeugung aufgenommen und in komplette neue Linienkonzeptionen umgesetzt hat. Weisen die diversen Linienelemente nun allein schon einen hohen Optimierungsgrad auf, so ist doch abzusehen, daß die komplette Linie aus diesen Elementen in ihrer optimalen Abstimmung aufeinander noch weitere zusätzliche Effekte bringt. Diese Linienkonzeption dürfte von Detailanbietern schwer zu übertreffen sein. Die Position des Marktführers ist technisch und technologisch somit multilateral hervorragend abgesichert. �� 247 11–12/98
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