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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinhaltung eines Bandes einer
Maschine zur Herstellung und/oder Veredlung einer Papier-, Karton-,
Tissue- oder einer anderen Faserstoffbahn durch Aufsprühen einer
Flüssigkeit
auf das Band sowie dessen Anwendung.
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Die
Trocknung von Papierbahnen erfolgt derzeit überwiegend in Trockengruppen
mit beheizten Trockenzylindern.
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Da
diese sehr viel Bauraum benötigen,
gibt es seit langem Bestrebungen die Effizienz der Trocknung zu
verbessern.
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Hierzu
wurden Hochleistungstrocknungseinheiten, wie sie beispielsweise
in der
DE 197 23 163 beschrieben
sind, entwickelt.
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Diese
Hochleistungstrocknungseinheiten bestehen aus einem beheizten Zylinder,
der von der Faserstoffbahn und wenigstens einem Band teilweise umschlungen
ist, und einer den Zylinder im Umschlingungsbereich mit einem unter
Druck stehenden flüssigen
oder gasförmigen
Medium beaufschlagbaren Überdruckhaube,
wobei die Temperatur des Mediums geringer als die Temperatur an
der Außenseite des
Zylinders im Umschlingungsbereich ist.
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Probleme
bereitet hierbei insbesondere die Reinigung des Bandes, da die übliche Reinigung
mit Hochdruck-Wasserstrahlen nicht ausreicht oder zur Beschädigung des
Bandes führt.
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Eine
Verminderung des Wasserdrucks würde
die Reinigungswirkung in nicht akzeptablen Umfang verschlechtern.
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Auch
die Reinigung mit mechanischen Mitteln oder Luftdruck genügt nicht
oder führt
zur Beschädigung
des Bandes.
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Die
Aufgabe der Erfindung ist es daher die Verschmutzung des Bandes
zu vermindern.
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Erfindungsgemäß wurde
die Aufgabe dadurch gelöst,
dass die Flüssigkeit
Silicon, Dicarbonsäureester,
Dicyandiamid, Lösungsmittel
oder Tenside oder Mischungen dieser Stoffe enthält. Allen diesen Stoffen ist
gemeinsam, dass sie folgende Eigenschaften haben: Sie sind schwer
flüchtig
(hochsiedend), nicht oder schwer entflammbar, in den auftretenden
Konzentrationen beim Einatmen ungiftig, sie tragen zur Reduktion
der Verschmutzung auf dem Trockensieb bei und sie sind durch Sprühen (üblicherweise
in Wasser verdünnt)
auf das Trockensieb auftragbar.
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Dies
führt zu
einer chemischen Passivierung der besprühten Oberfläche des Bandes. Durch den gleichmäßigen Auftrag
von Silicon wird der Schmutzaufbau an der Oberfläche erheblich vermindert.
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Dabei
genügt
es, wenn der Siliconanteil in der Flüssigkeit zwischen 0,1 und 50
% liegt, wobei typischerweise 2-30 ml/(m·min) Silicon auf die Bandoberfläche aufgetragen
werden.
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Neben
Silicon können
auch noch andere Chemikalien der Flüssigkeit beigemischt sein.
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In
jedem Fall sollte jedoch die Flüssigkeit
im Wesentlichen von Wasser gebildet werden, wobei der Wasseranteil
in der Flüssigkeit
vorzugsweise zwischen 50 und 99,9 % liegt.
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Insbesondere
bei erhöhtem
Schmutzanfall und zur Vermeidung feuchter Streifen im Band sollte das
Band gleichzeitig über
die gesamte Breite mit der Flüssigkeit
besprüht
werden.
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Bei
geringem Schmutzanfall und geringem Auftrag an Flüssigkeit
kann es zur Begrenzung des Aufwandes jedoch auch genügen, wenn
nur ein sich ändernder Abschnitt über die
Breite des Bandes betrachtet mit Flüssigkeit besprüht wird.
Dies kann in einfacher Form über
eine quer zur Bandlaufrichtung traversierende Düse erfolgen.
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Um
die Wirkung des Silicons zu verbessern, sollte das Band vor dem
Flüssigkeitsauftrag
gereinigt werden.
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Dies
kann bekannter Weise über
eine Druckwasserbeaufschlagung und/oder eine Druckluftbeaufschlagung
des Bandes mit Reinigungsdüsen
erfolgen.
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Auch
eine mechanische Reinigung des Bandes vorzugsweise mit Bürsten, Schabern
o.ä. kann alternativ
oder ergänzend
von Vorteil sein.
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Um
die Reinigung des Bandes zu unterstützen und den Schmutz möglichst
umfassend abführen zu
können,
sollte das Band während
und/oder nach der Reinigung besaugt werden.
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Der
für die
Reinigung erforderliche Aufwand ist hierbei wegen der verminderten
Schmutzanhaftung am Band erheblich geringer. Die Druckluft- und/oder
Druckwasserbeaufschlagung kann daher auch mit wesentlich geringerem
Druck erfolgen, so dass keine Beschädigung des Bandes zu befürchten ist.
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Ergänzend oder
alternativ kann es auch von Vorteil sein, wenn das Band während des
Stillstands gereinigt wird.
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Dabei
bewirkt die verminderte Schmutzanhaftung auch eine Verlängerung
der für
die Reinigung notwendigen Stillstandsintervalle, so dass die Reinigung
während
des Stillstands als alleiniges oder wesentliches Reinigungsverfahren
erst sinnvoll anwendbar ist.
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Während des
Stillstands kann die Reinigung vorzugsweise über eine Beaufschlagung des
Bandes mit Trockeneispartikeln und/oder über das Auftragen von Reinigungsflüssigkeit
erfolgen.
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Besondere
Vorteile bietet die Anwendung des Verfahrens bei Wasser- oder luftdurchlässigen Bändern und
wegen der erhöhten
Verschmutzung und Belastung insbesondere bei Bändern von Trocknungseinheiten,
in denen die Bänder
als Trockensieb oder Trockenfilz ausgebildet sind.
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Trockenfilze
schonen die Oberfläche
der Faserstoffbahn, insbesondere in Bezug auf Einprägungen infolge
des hohen Anpressdruckes. Allerdings ist das Faservlies des Trockenfilzes
sehr empfindlich bei der Reinigung über eine Druckluft- oder Druckwasserbeaufschlagung.
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Dabei
ist die Anwendung des Verfahrens zur Reinigung eines Trockenfilzes
oder Trockensiebes insbesondere bei einer Hochleistungstrocknungseinheit
zur Trocknung der Faserstoffbahn von Vorteil, welche aus einem beheizten
Zylinder, der von der Faserstoffbahn und wenigstens einem Band teilweise umschlungen
ist, und einer den Zylinder im Umschlingungsbereich mit einem unter
Druck stehenden flüssigen
oder gasförmigen
Medium beaufschlagbaren Überdruckhaube
besteht, wobei die Temperatur des Mediums geringer als die Temperatur
an der Außenseite
des Zylinders im Umschlingungsbereich ist.
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Der
Anpressdruck des Bandes auf die Faserstoffbahn ist während der
Umschlingung des Zylinders und der Druckbeaufschlagung durch die Überdruckhaube
wesentlich größer als
bei konventionellen Trockengruppen und kann Werte bis 4 bar, gegenüber üblichen
0,1 bar erreichen.
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Infolgedessen
kommt es auch zu einer stärken
Schmutzaufbau am Band, was durch das beanspruchte Verfahren verhindert
werden soll.
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Dadurch,
dass die Temperatur des flüssigen oder
gasförmigen
Mediums geringer ist als die Temperatur an der Außenseite
des von der Materialbahn und dem Band umschlungenen Teilumfangs
des Zylinders, kann ein hoher Flüssigkeitsaustrag
aus der Faserstoffbahn erreicht werden. Das Band und die am Band
anliegende Seite der Faserstoffbahn werden von dem Medium gekühlt, so
dass sich ein Temperaturgefälle
vom beheizten Zylinder in Richtung des Bandes einstellt.
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Dadurch
wird sowohl der Wärmefluss
gesteigert als auch die Austragrichtung der teilweise als Dampf
aus der Faserstoffbahn austretenden Flüssigkeit eingestellt. Die Flüssigkeit
tritt also bevorzugt auf der an dem Band anliegenden Seite aus der
Faserstoffbahn aus. Durch die Kühlung
des Bandes mittels des Mediums schlägt sich die Flüssigkeit
unmittelbar nach Austritt aus der Faserstoffbahn als Kondensat in
dem Band nieder und wird von diesem aufgenommen. Durch das Kühlen des
Bandes und der Faserstoffbahn wird eine hohe Entwässerungsleistung
erreicht, so dass die Trockenleistung der Trockenpartie bei gleich
bleibender Baulänge
erhöht
werden kann.
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Dabei
ist es vorteilhaft, wenn ein weiteres, zweites Band außen um den
Zylinder herumgeführt ist,
welches vorzugsweise eine gröbere
Struktur aufweist als das erste Band.
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Das
zweite Band wird derart geführt,
dass das erste Band zwischen Faserstoffbahn und zweitem Band angeordnet
ist. Dadurch, dass das zweite Band unmittelbar mit dem unter Druck
stehenden Medium gekühlt
wird, ist dessen Temperatur geringer als die des ersten Bandes,
so dass die als Dampf aus der Faserstoffbahn austretende Flüssigkeit
sich im zweiten Band als Kondensat niederschlägt. Der aus der Faserstoffbahn
austretende Dampf durchdringt zunächst also das poröse erste
Band und wird von dem zweiten Band aufgenommen, so dass eine Rückbefeuchtung
der Faserstoffbahn praktisch ausgeschlossen werden kann.
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Es
ist selbstverständlich
auch möglich,
mehr als zwei Bänder,
beispielsweise drei Bänder,
außen um
den Zylinder zu führen,
die von dem gasförmigen Medium
gekühlt
werden.
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Die
Bänder
weisen üblicherweise
einen gewebeartigen Aufbau auf. Das Gewebe kann miteinander verflochtene
Fäden,
beispielsweise aus mehreren Einzelfäden bestehenden Fäden, aufweisen. Im
Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird unter dem Begriff "Struktur" der Gewebeaufbau verstanden,
das heißt,
ein Band mit einer groben Struktur weist größere Zwischenräume zwischen
den verflochtenen Fäden
auf als ein Band mit einer feineren Struktur, dessen Fäden dichter
miteinander verflochten sind. Das erste Band, an dem die Faserstoffbahn
anliegt, weist also eine feinere Struktur auf als das zweite Band,
so dass Markierungen der Faserstoffbahn sicher vermieden werden
können.
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Es
ist außerdem
vorteilhaft, wenn ein impermeables Dichtband außen um den Zylinder herumgeführt wird.
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Im
Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird unter einem "impermeablen Dichtband" ein fluid- und/oder
gasundurchlässiges
Band verstanden.
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Zwischen
dem Dichtband und der Faserstoffbahn ist mindestens ein Band angeordnet,
das zur Aufnahme der aus der Faserstoffbahn austretenden Flüssigkeit
dient. Durch die Undurchlässigkeit
des Dichtbandes kann der außen
am Dichtband anliegende Mediendruck definiert auf das Band übertragen
werden, ohne dass dabei das Medium mit der Faserstoffbahn in Verbindung
steht.
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Hierdurch
wird die Faserstoffbahn auf den Umfang des Zylinders gepresst, was
zu einem erhöhten
Wärmetransport
vom Zylinder auf die Faserstoffbahn führt und somit die Austragsrate
der in der Faserstoffbahn gebundenen Flüssigkeit erhöht.
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Außerdem werden
durch den Mediendruck die Faserstoffbahn verdichtet und somit deren
Bahneigenschaften deutlich verbessert.
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Weiterhin
wird eine Ausführungsform
der Trockenpartie bevorzugt, bei der das erste Band, das zweite
Band und/oder das Dichtband zwischen dem Ablaufbereich, in dem die
Bänder/das
Band von dem Zylinder ablaufen, und dem Auflaufbereich, in dem die
Bänder/das
Band auf dem Zylinder auflaufen, außerhalb des Druckraums der Überdruckhaube
geführt
werden/wird. Damit kann eine gute Zugänglichkeit zu Reinigungs- und
Führungseinrichtungen,
beispielsweise Leitwalzen, über
die, die Bänder
geführt werden,
sichergestellt werden. Außerdem
kann der Aufbau der Überdruckhaube
vereinfacht werden.
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Zur
Vereinfachung und Minimierung des Aufwandes sollten die weiteren
Elemente zur Trocknung zumindest teilweise von konventionellen Trockenzylindern
gebildet werden.
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Um über die
Hochleistungstrockenzylinder eine gegenüber konventionellen Trockenzylindern verstärkte Trocknung
zu erreichen, sollte der Walzenmantel der Hochleistungstrockenzylinder
eine Oberflächentemperatur
von mehr als 115°C,
vorzugsweise von mehr als 128°C
aufweisen.
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Alternativ
oder zusätzlich
sollte der Walzenmantel der Hochleistungstrockenzylinder eine höhere Wärmestromdichte
als bei konventionellen Trockenzylindern erzeugen.
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Es
ist auch von Vorteil, wenn der Walzenmantel der Hochleistungstrockenzylinder
eine Wärmestromdichte
von mehr als 25 kW/m2°K,
vorzugsweise von mehr als 38 kW/m2°K und insbesondere von mehr
als 42 kW/m2°K
erzeugt.
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Dabei
werden die Hochleistungstrockenzylinder mit einem heißen Fluid,
vorzugsweise Wasserdampf beheizt, wobei der Innendruck im Fluidraum des
Hochleistungstrockenzylinders vorzugsweise bei etwa 4 bar liegt.
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Nachfolgend
soll die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel
näher erläutert werden.
In der beigefügten
Zeichnung zeigt die Figur einen schematischen Querschnitt durch
eine Hochleistungstrocknungseinheit.
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Am
Beginn der Trockenpartie wird die Faserstoffbahn 1 mäanderförmig, von
einem luftdurchlässigen
Trockensieb 9 gestützt,
abwechselnd über
beheizte Trockenzylinder 8 und Leitwalzen 10 geführt. Dabei
drückt
das Trockensieb 9 die Faserstoffbahn 1 gegen die
heiße
Mantelfläche
der konventionellen Trockenzylinder 8.
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Dadurch
kommt es zur Aufheizung und Trocknung der Faserstoffbahn 1.
Die Trocknung ist hier selbst beim Einsatz konventioneller Trockenzylinder 8 wegen
des sehr hohen Feuchtegehaltes der Faserstoffbahn 1 sehr
effizient.
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Nach
dem letzten konventionellen Trockenzylinder 8 liegt die
Temperatur der Faserstoffbahn 1 bei mindestens 75°C, so dass
diese einer Hochleistungstrocknungseinheit zur Intensivierung der
Trocknung und Verfestigung der Faserstoffbahn 1 zugeführt werden
kann.
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Diese
Hochleistungstrocknungseinheit wird hier beispielhaft von einem
beheizten Zylinder 4 gebildet, welcher von der Faserstoffbahn 1 und
einem Band 2 umschlungen ist.
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Das
Band 2 ist als Trockensieb ausgebildet und dementsprechend
porös und
wasseraufnehmend. Es übernimmt
die Faserstoffbahn 1 vom Trockensieb 9.
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Nach
der Abgabe der Faserstoffbahn 1 umschlingt das Trockensieb 9 eine
Leitwalze 11 und übernimmt
die Faserstoffbahn 1 nach der Hochleistungstrocknungseinheit
wieder vom Band 2.
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Um
den Zylinder 4 ist außen
ein impermeables Dichtband 3 herumgeführt, welches von einer Überdruckhaube 5 mit
einem unter Druck stehenden, gasförmigen oder flüssigen Medium
beaufschlagt wird.
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Hierzu
ist die Überdruckhaube 5 gegenüber dem
Dichtband 3 abgedichtet.
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Das
Medium hat dabei eine geringere Temperatur als die Mantelfläche des
Zylinders 4, so dass sich zwischen diesen ein Temperaturgradient
bildet.
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Dies
führt zu
einer Kondensation der aus der Faserstoffbahn 1 austretenden
Flüssigkeit
in dem Band 2 wie oben beschrieben.
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Die
Druckbeaufschlagung verbessert nicht nur den Kontakt zur heißen Mantelfläche, sondern führt auch
zu einer Verfestigung der Faserstoffbahn 1 verbunden mit
einer Festigkeitssteigerung.
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Die
Hochleistungstrocknungseinheit benötigt relativ wenig Platz und
erlaubt eine intensive Trocknung. Der Trockengehalt der Faserstoffbahn 1 sollte am
Beginn der Hochleistungstrocknungseinheit zur Ausnutzung der Vorteile
zwischen 55 und 80% liegen.
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Zwischen
der Faserstoffbahn 1 und dem Zylinder 4 können bei
Bedarf auch weitere Bänder
angeordnet werden, welche allerdings eine gute Wärmeleitfähigkeit aufweisen sollten.
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Nach
der Hochleistungstrocknungseinheit übernimmt das Trockensieb 9 die
Faserstoffbahn 1 wieder vom Band 2 und führt diese
um beheizte Trockenzylinder 8 und Leitwalzen 10.
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Das
Band 2 sowie das Dichtband 3 werden nach der Umschlingung
des Zylinders 4 separat außerhalb der Überdruckhaube 5 über Leitwalzen
wieder zurückgeführt.
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Wegen
der hohen Anpressung des Bandes 2 neigt dieses zu einer
verstärkten
Schmutzanhaftung ausgehend vom Kontakt mit der Faserstoffbahn 1.
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Daher
wird das Band 2 während
der Rückführung mit
einem quer zur Bandlaufrichtung traversierenden Reinigungsgerät 7 gereinigt.
Hierzu wird ein Wasserstrahl auf das Band 2 gerichtet.
Abgeschleudertes Wasser und abgelöste Verschmutzungen werden
dabei von einer die Düse
des Reinigungsgerätes 7 umschließenden Saugglocke 14 abgesaugt
und abgeführt.
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Anschließend erfolgt
das Auftragen einer Flüssigkeit,
welche im Wesentlichen aus Wasser und Silicon mit einem Anteil von
ca. 5–20
% besteht. Diese Flüssigkeit
wird von einem Sprührohr 6 gleichmäßig über die
Breite auf das Band 2 aufgesprüht. Das Silicon behindert nachfolgend
ein Schmutzanhaftung an der behandelten Oberfläche des Bandes 2.
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Während des
Stillstandes der Maschine kann das Band 2 beispielsweise
mit Trockeneis gründlich
gereinigt werden. Die Verminderung der Schmutzanhaftung erlaubt
so die schonende Reinigung des Bandes 2 mit Wasser ohne
eine Beschädigung
des Bandes 2 befürchten
zu müssen.
Dabei genügt
die Reinigung mit Wasser während
des Betriebs um auch zwischen den relativ langen, geplanten Stillstandsintervallen
eine ausreichende Sauberkeit des Bandes 2 gewährleisten
zu können.