Papiertechnische Stiftung, Institut für Zellstoff und Papier – PTS


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Geförderte Projekte: 35


Aufbereitung von Oberflächenstärke für die Produktion von Wellpappenrohpapier durch Nutzung von Kavitation


Stärkekörner (native Kartoffelstärke) nach Ultraschallbehandlung (Rasterelektronenmikroskopie)
Stärkekörner (native Kartoffelstärke) nach Ultraschallbehandlung (Rasterelektronenmikroskopie)

Projektidee

Ziel des Projektes war die Ermittlung von Anwendungsgrenzen, Betriebsbedingungen und erreichbare Wirkungsgrade (Potenzialstudie) der Kavitation zur Aufbereitung von Oberflächenstärke bei der Erzeugung von Wellpappenrohpapier. Es sollten die zwei Verfahrensprinzipien zur Erzeugung von Kavitation – hochfrequente Schwingungen (Ultraschall) und hydrodynamische Erzeugung (Venturi-Düse) – bewertet werden. Ein Vergleich zu den beiden am weitesten verbreiteten Verfahren zur Stärkeaufbereitung (thermo-oxidativ, enzymatisch) erfolgte im Hinblick auf die rheologischen Eigenschaften und damit die Verarbeitbarkeit der Stärke bei der Oberflächenapplikation sowie die erzielbare Festigkeitssteigerung des Papiers.

Kundennutzen

Im Forschungsvorhaben konnte gezeigt werden, dass die Aufbereitung von Stärke mit Ultraschall zu einer niedrigviskosen Stärkelösung führt. Das neue Verfahren mit Ultraschall modifiziert die Stärkelösung dabei derart, dass – bei vergleichbarer Viskosität sowie vergleichbarem Trockengehalt – mehr Stärke auf das Papier aufgetragen werden kann gegenüber Stärke, die mit konventionellen Verfahren (thermo-oxidativ, enzymatisch) aufbereitet wird. Dadurch werden verschiedene Festigkeitseigenschaften der Papiere besser entwickelt als dies mit den konventionellen Verfahren möglich ist und zwar sowohl in MD-Richtung aber insbesondere auch in CD-Richtung des Papiers. Zusätzlich zeigen die Ergebnisse, dass bei dem neuen Verfahren die Verkleisterungstemperatur deutlich niedriger (100°C) gegenüber den konventionellen Verfahren (130°C) gewählt werden kann.

Ausblick

Im Projekt wurde der Kenntnisstand hinsichtlich der Festigkeitserhöhung durch Einsatz eines neuen Stärkeaufbereitungsverfahren für den Oberflächenauftrag erweitert. Das während der Projektbearbeitung erarbeitete Fachwissen in Zusammenspiel mit den bereits auf dem Gebiet der Stärkeaufbereitung in den letzten Jahren angeeigneten Kompetenzen bei der Papiertechnischen Stiftung bilden die Grundlage für eine fundierte Beratung der Papiererzeuger und Maschinenbauer.
Die Papierhersteller können bei der technischen Umsetzung der neuen Verfahren hinsichtlich der Maschinen- und Prozessparameter von der PTS beratend unterstützt und begleitet werden.

Stand: 01.07.2015
Projektdaten aktualisiert: 07.12.2014

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