DE102009047156A1

DE102009047156A1 - resolution

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Publication number: DE102009047156A1
Application number: DE102009047156A
Authority: DE
Inventors: Herbert Britz; Elisabeth Bätz; Alexander Peschl; Jürgen Dockal-Baur
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2009-11-26
Filing date: 2009-11-26
Publication date: 2011-06-01
Also published as: WO2011064023A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Auflösung von Altpapier (3), insbesondere für mit Druckfarben belastetes Altpapier (3) zur Erzeugung einer Faserstoffsuspension (1), welche nachfolgend durch mehrere Entwässerungs- (6, 7) und Reinigungsstufen (11, 12) zu einer Papiermaschine (5) zur Herstellung einer Papierbahn geführt wird, wobei zur Auflösung zumindest ein Teil des bei den nachfolgenden Entwässerungsstufen (6, 7) anfallenden Prozesswassers (2) benutzt wird. Dabei kann der Anteil von druckfarbenbelastetem Altpapier (3) und/oder der Weißgrad der daraus hergestellten Faserstoffbahn dadurch erhöht werden, dass das zur Auflösung benutzte Prozesswasser (2) höchstens zu 50% von dem Prozesswasser (2) der ersten Entwässerungsstufe (6) gebildet wird.The invention relates to a method for dissolving waste paper (3), in particular for waste paper (3) loaded with printing inks to produce a fiber suspension (1), which is subsequently converted into one by several dewatering (6, 7) and cleaning stages (11, 12) Paper machine (5) is guided to produce a paper web, with at least part of the process water (2) occurring in the subsequent dewatering stages (6, 7) being used for the dissolution. The proportion of waste paper (3) contaminated with printing inks and / or the whiteness of the fibrous web produced from it can be increased in that the process water (2) used for dissolving is at most 50% from the process water (2) of the first dewatering stage (6) .

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Auflösung von Altpapier, insbesondere für mit Druckfarben belastetes Altpapier zur Erzeugung einer Faserstoffsuspension, welche nachfolgend durch mehrere Entwässerungs- und Reinigungsstufen zu einer Papiermaschine zur Herstellung einer Papierbahn geführt wird, wobei zur Auflösung zumindest ein Teil der bei den nachfolgenden Entwässerungsstufen anfallenden Prozesswassers benutzt wird.The invention relates to a method for the dissolution of waste paper, in particular for waste paper loaded with printing inks for producing a pulp suspension, which is subsequently passed through a plurality of dewatering and cleaning stages to a paper machine for producing a paper web, wherein at least a portion of the at the subsequent dewatering stages for dissolution accumulating process water is used.

Das Auflösen wird in einem Stofflöser, dem sogenannten Pulper, vorgenommen, dem weitere Aufbereitungsschritte, einschließlich einer Deinkinganlage, folgen. Dabei wird mittels bekannter Verfahrensschritte aus dem Altpapier eine an einer Papiermaschine zu verarbeitende Fasersstoffsuspension erzeugt.The dissolution is carried out in a pulper, the so-called pulper, which is followed by further treatment steps, including a deinking unit. In this case, a fibrous suspension to be processed on a paper machine is produced by means of known process steps from the waste paper.

Die Aufgabe des Stofflösers ist das Auflösen des Altpapiermaterials zur Erzeugung einer mehr oder weniger stippenfreien, pumpfähigen Suspension unter Ablösung der Druckfarben von den Papierfasern. Dazu werden dem in dem Pulper einzusetzenden Wasser die Ablösung der Druckfarben unterstützende Chemikalien, wie z. B. Natronlauge, Wasserglas, Peroxid und/oder Tenside zugegeben, bevor das Altpapiermaterial eingebracht wird. Das in dem Pulper einzusetzende Wasser ist üblicherweise das beim Herstellungsprozess anfallende Rückwasser (hier als Prozesswasser bezeichnet).The object of the pulper is the dissolution of the waste paper material to produce a more or less speck-free, pumpable suspension with detachment of the printing inks from the paper fibers. For this purpose, the water to be used in the pulper, the replacement of the printing inks supporting chemicals such. As sodium hydroxide, water glass, peroxide and / or surfactants are added before the waste paper material is introduced. The water to be used in the pulper is usually the backwater resulting from the manufacturing process (referred to herein as process water).

Um das Altpapier nicht zusätzlich zu belasten, wird das Prozesswasser, wie in der EP 514 740 beschrieben, vor der Zuführung durch zumindest eine Reinigungseinheit, beispielsweise einer Mikroflotation, geführt, was relativ aufwendig ist.In order not to additionally burden the waste paper, the process water, as in the EP 514 740 described before the feeding by at least one cleaning unit, such as a microflot, out, which is relatively expensive.

Die Aufgabe der Erfindung ist es daher den Weißgrad und/oder den Anteil von druckfarbenbelastetem Altpapier ohne Beeinträchtigung des Weißgrades der daraus hergestellten Papierbahn zu erhöhen.The object of the invention is therefore to increase the whiteness and / or the proportion of wastepaper-loaded waste paper without adversely affecting the whiteness of the paper web produced therefrom.

Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe dadurch gelöst, dass das zur Auflösung benutzte Prozesswasser höchstens zu 50% von dem Prozesswasser der ersten Entwässerungsstufe gebildet wird.According to the invention, this object is achieved in that the process water used for the dissolution is formed at most to 50% of the process water of the first dewatering stage.

Das Prozesswasser enthält eine Menge fein bis feinst dispergierter Druckfarbenpartikel. Da bei dem Auflösen im Pulper das Tränken des Altpapiers und das Ablösen der Druckfarbenpartikel im Wesentlichen gleichzeitig verläuft, erhöht sich die Anzahl der Druckfarbenpartikel in der Faserstoffsuspension.The process water contains an amount of fine to very finely dispersed ink particles. Since the dissolution in the pulper, the soaking of the waste paper and the detachment of the ink particles proceeds substantially simultaneously, the number of ink particles in the pulp suspension increases.

Die Partikel, die mit dem Prozesswasser eingebracht werden, addieren sich mit den frisch von den Papierfasern abgelösten und reichern sich stark an. Die feinsten Druckfarbenpartikel dringen während des Auflösevorgangs zusammen mit dem Wasser in das ursprünglich trockene Lumen, d. h. in die Zellenhohlräume der Fasern ein, von wo sie bei der nachfolgenden Stoffaufbereitung nicht mehr wegzubringen sind.The particles, which are introduced with the process water, add up with the freshly detached from the paper fibers and accumulate strongly. The finest ink particles penetrate along with the water into the originally dry lumen during the dissolution process, d. H. into the cell cavities of the fibers, from where they can not be removed in the subsequent stock preparation.

Dieser Vorgang wird in der Fachsprache als ”lumenloading” bezeichnet. Es führt unter den hier vorliegenden Bedingungen zur schwer rückgängig zu machenden Vergrauung des Stoffes, aus welchem sich dann helle, bzw. weiße Sorten Papier nicht mehr herstellen lassen.This process is referred to in the jargon as "lumenloading". Under the present conditions, it leads to graying of the substance, which is difficult to undo, from which light or white varieties of paper can no longer be produced.

Das Beschriebene wird verstärkt dann zum Problem, falls das Altpapier mit Wasser dispergierten Farben beim sogenannten Flexodruckverfahren oder Inkjetdruckverfahren bedruckt ist, da diese Druckfarbenpartikel besonders fein sind und deshalb leicht in das Lumen der Fasern eindringen.The described becomes increasingly problematic if the waste paper with water-dispersed colors in the so-called flexographic printing or inkjet printing method is printed, since these ink particles are particularly fine and therefore easily penetrate into the lumen of the fibers.

Durch die Begrenzung der Wiederverwendung des aus der ersten Entwässerungsstufe stammenden Prozesswassers kann diesem Prozess entgegen gewirkt werden.By limiting the reuse of the process water originating from the first dewatering stage, this process can be counteracted.

Daher ist es vorteilhaft, wenn das zur Auflösung benutzte Prozesswasser höchstens bis zu 30%, vorzugsweise höchstens zu 15%, von dem Prozesswasser der ersten Entwässerungsstufe oder insbesondere nicht von dem Prozesswasser der ersten Entwässerungsstufe gebildet wird.It is therefore advantageous if the process water used for dissolution is formed at most up to 30%, preferably at most 15%, of the process water of the first dewatering stage or, in particular, not of the process water of the first dewatering stage.

Infolgedessen sollte das Prozesswasser der ersten Entwässerungsstufe in der Regel nur nach der Auflösung, d. h. zwischen dem Pulper und dieser Entwässerungsstufe zur Faserstoffsuspension zurückgeführt werden.As a result, the process water of the first dehydration stage should normally only after the dissolution, d. H. be recycled between the pulper and this dewatering stage to the pulp suspension.

Ist das Faserlumen nämlich erst einmal mit Frischwasser oder relativ gering belastetem Prozesswasser gefüllt, so kann später beim Kontakt mit dem höher belasteten Prozesswasser der ersten Entwässerungsstufe kein weiterer Stofftransport von den Druckfarbenpartikeln in die Hohlräume der Zellen der Papierfasern stattfinden. Die bisher unvermeidliche und irreversible Vergrauung des Stoffes wird dadurch bei dennoch ökonomischem Rückwassereinsatz verhindert.Namely, once the fiber lumen is filled with fresh water or process water of relatively low load, no further mass transport of the ink particles into the cavities of the cells of the paper fibers can occur later on contact with the more highly loaded process water of the first dewatering stage. The previously unavoidable and irreversible graying of the substance is thereby prevented in spite of economic use of recycled water.

Dennoch kann ein großer Teil des Prozesswassers benutzt werden, wobei ein Teil des Prozesswassers bei Bedarf mit bekannten Mitteln, z. B. durch Fällung und anschließender Mikroflotation, zum Wasser aufbereitet wird, das frei von jeglichen, bis mikroskopisch feinen Druckfarbenpartikeln und von Farben ablösenden Chemikalien ist.Nevertheless, a large part of the process water can be used, wherein a portion of the process water as needed by known means, eg. B. by precipitation and subsequent microflotation, is processed to water, which is free from any microscopic fine ink particles and paint-removing chemicals.

Wegen der geringen Belastung ist es dabei auch von Vorteil, wenn das zur Auflösung benutzte Prozesswasser zumindest teilweise vom Prozesswasser der Papiermaschine gebildet wird. Dabei liegt das Mengenverhältnis zwischen dem benutzten Prozesswasser der Papiermaschine und dem der Stoffaufbereitung zwischen 1:3 und 1:5.Because of the low load, it is also advantageous if the process water used for the dissolution at least partially from Process water of the paper machine is formed. The quantitative ratio between the used process water of the paper machine and the stock preparation is between 1: 3 and 1: 5.

Die bei dem Herstellungsverfahren im Kreislauf geführte Wassermenge muss allerdings regelmäßig vorzugsweise mit Frischwasser ergänzt werden, um die unvermeidlichen Verluste auszugleichen.However, the recirculated in the manufacturing process amount of water must be regularly supplemented preferably with fresh water to compensate for the unavoidable losses.

Um die Ablösung der Druckfarben bei der Auflösung zu unterstützen, werden oft entsprechende Chemikalien eingesetzt. Diese Chemikalien können dem zur Auflösung verwendeten Prozesswasser und/oder dem Frischwasser beigemischt werden.In order to support the release of the printing inks at the resolution, often appropriate chemicals are used. These chemicals can be added to the process water and / or fresh water used for dissolution.

Bei einer Zumischung der Chemikalien zum Frischwasser kann eine Vorreaktion dieser, wie beim Prozesswasser möglich, ausgeschlossen werden.If the chemicals are added to the fresh water, a pre-reaction of these, as is possible with process water, can be ruled out.

Im Ergebnis kann durch die Erfindung der Einsatz von Chemikalien bei gleichem Weißgrad der Faserstoffbahn vermindert werden.As a result, can be reduced by the invention, the use of chemicals at the same whiteness of the fibrous web.

Des Weiteren kann wegen der geringeren Belastung des Prozesswassers auf eine Mikroflotation oder sogar generell auf eine Reinigungsstufe für das bei der Auflösung verwendete Prozesswasser verzichtet werden.Furthermore, due to the lower loading of the process water on a microflotation or even generally on a cleaning stage for the process water used in the resolution can be dispensed with.

Nachfolgend soll die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der beigefügten Zeichnung zeigt die Figur einen schematischen Anlageschema der Stoffaufbereitung einer Papiermaschine.The invention will be explained in more detail with reference to an exemplary embodiment. In the accompanying drawing, the figure shows a schematic system diagram of the stock preparation of a paper machine.

Das zu verarbeitende Altpapier 3 wird in trockenem Zustand angeliefert und zur Auflösung in einen Pulper 4 gegeben. In diesen werden außerdem Prozesswasser 2, ein geringer Teil Frischwasser 10 sowie Chemikalien 9 zur Ablösung der Farben des Altpapiers 3 geleitet.The waste paper to be processed 3 is delivered in a dry state and for dissolution in a pulper 4 given. These will also process water 2 , a small part of fresh water 10 as well as chemicals 9 to replace the colors of the waste paper 3 directed.

Die durch das Auflösen hergestellte, pumpfähige Faserstoffsuspension 1 wird auf bekannte Weise in einer folgenden Stoffaufbereitungsanlage zum möglichst stippenfreien Stoff gewünschter Qualität für einen Stoffauflauf einer Papiermaschine 5 aufbereitet. Dabei wird auch das Deinken, d. h. eine Farbenentfernung vorgenommen. Die Stoffaufbereitungsanlage besitzt mehrere, in der Regel 2 oder 3 hintereinander angeordnet Wasserkreisläufe, auch loops I, II genannt.The pumpable pulp suspension produced by the dissolution 1 is in a known manner in a following stock preparation plant for the best possible speck-free fabric of the desired quality for a headbox of a paper machine 5 edited. It also deinking, ie a color removal is made. The stock preparation plant has several, usually 2 or 3 water circuits arranged one behind the other, also called loops I, II.

In diesen loops I, II durchläuft die Faserstoffsuspension 1 zumindest eine Reinigungsstufe 11, 12 in Form einer Flotation, eines Sortierers o. ä. sowie eine Entwässerungsstufe 6, 7, welche meist von einem Scheibenfilter, einer Schneckenpresse o. ä. gebildet wird. Dabei können die Reinigungs- 11, 12 und Entwässerungsstufen 6, 7 jeweils von einem oder mehreren Aggregaten gebildet werden.In these loops I, II goes through the pulp suspension 1 at least one cleaning step 11 . 12 in the form of a flotation, a sorter o. Ä., And a dehydration stage 6 . 7 , which is usually formed by a disc filter, a screw press o. Ä. The cleaning 11 . 12 and drainage stages 6 . 7 are each formed by one or more aggregates.

Das in den Entwässerungsstufen 6, 7 anfallende Prozesswasser 2 wird dabei zumindest überwiegend an einer entgegen der Flussrichtung der Faserstoffsuspension 1 liegenden Stelle in diese zurückgeführt.That in the drainage stages 6 . 7 accumulating process water 2 is at least predominantly at one opposite to the flow direction of the pulp suspension 1 lying in this place.

Das dabei im zweiten loop II anfallende Prozesswasser 2 hat selbst bei der Verarbeitung von mit Flexodruckfarben belastetem Altpapier einen derart geringen Anteil an Druckfarbpartikeln, welcher die Rückführung dieses Prozesswassers 2 meist sogar ohne Reinigung 8 in den Pulper 4 erlaubt.The resulting process water in the second loop II 2 Even with the processing of waste paper loaded with flexographic printing inks, such a small proportion of ink particles has the effect of returning this process water 2 usually even without cleaning 8th in the pulper 4 allowed.

Neben diesem Prozesswasser 2 wird auch Prozesswasser 2 aus der Papiermaschine 5 in den Pulper 4 geleitet.In addition to this process water 2 also becomes process water 2 from the paper machine 5 in the pulper 4 directed.

Das bei der Benetzung sowie der Auflösung des Altpapiers 3 im Pulper 4 zum Einsatz kommende Prozesswasser 2 ist nur gering mit Druckfarbenpartikel belastet. Da dieses Prozesswasser 2 bei der Auflösung des Altpapiers 3 bereits die Hohlräume der Papierfaserzellen füllt, können in den nachgeordneten Einheiten der Stoffaufbereitung keine Druckfarbenpartikel mehr eindringen, wodurch die irreversible Vergrauung des Stoffes verhindert wird.The wetting and the dissolution of the waste paper 3 in the pulper 4 used process water 2 is only slightly contaminated with printing ink particles. Because this process water 2 at the dissolution of the waste paper 3 already fills the cavities of the paper fiber cells, no ink particles can penetrate more in the downstream units of the stock preparation, whereby the irreversible graying of the substance is prevented.

Um die Belastung mit Druckfarbpartikeln zu minimieren, wird das bei der ersten Entwässerungsstufe 6 anfallende Prozesswasser 2 zwischen Pulper 4 und der darauf folgenden Reinigungsstufe 11 in die Faserstoffsuspension 1 zurückgeführt. Auf diese Weise kann der Einsatz von Frischwasser 10 minimiert werden.In order to minimize the pressure on the ink particles, this is done at the first dewatering stage 6 accumulating process water 2 between pulpers 4 and the subsequent purification step 11 in the pulp suspension 1 recycled. In this way, the use of fresh water 10 be minimized.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 514740 [0004]

Claims

Process for the dissolution of waste paper ( 3 ), in particular for waste paper loaded with printing inks ( 3 ) for producing a pulp suspension ( 1 ), which are subsequently replaced by several drainage ( 6 . 7 ) and purification stages ( 11 . 12 ) to a paper machine ( 5 ) is led to the production of a paper web, wherein at least a part of the at the subsequent dewatering stages ( 6 . 7 ) process water ( 2 ), characterized in that the process water ( 2 ) at most 50% of the process water ( 2 ) of the first dewatering stage ( 6 ) is formed.

Method according to claim 1, characterized in that the process water used for dissolution ( 2 ) at most 30%, preferably at most 15% of the process water ( 2 ) of the first dewatering stage ( 6 ) is formed.

Method according to claim 1 or 2, characterized in that the process water used for dissolution ( 2 ) not from the process water ( 2 ) of the first dewatering stage ( 6 ) is formed.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the process water used for dissolution ( 2 ) at least partially from the process water ( 2 ) of the paper machine ( 5 ) is formed.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the process water used for dissolution ( 2 ) partly from fresh water ( 10 ) is formed.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the process water used for dissolution ( 2 ) Paint-removing chemicals ( 9 ) are added.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that preferably only the fresh water used for dissolution ( 10 ) Paint-removing chemicals ( 9 ) are added.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the process water used for dissolution ( 2 ) is not guided by any microflotation.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the process water used for dissolution ( 2 ) by no cleaning step ( 8th ) to be led.