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Die Erfindung betrifft eine Dosiervorrichtung für die Zugabe von Aluminium-Ionen mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1, deren Verwendung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 5, sowie ein Verfahren zur Zugabe von Aluminium-Ionen, insbesondere für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 7.
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Der zunehmende Einsatz von Ausschuss und Altpapier in der Papierherstellung und die verstärkte Reduzierung des Frischwassereinsatzes haben zu einem Zuwachs an für den Herstellungsprozess schädlichen oder störenden Substanzen in den Wasserkreisläufen geführt. Auch chemische Additive, wie beispielsweise Öle, Lösungsmittel, Harzleime, synthetische Leimungsmittel, Klebstoffe, Nassfestmittel, Retentionsmittel, Stärke, Biozidformulierungen, Dispergiermittel, Bleichchemikalien, Reinigungsmittel, Farbstoffe, Komplexbildner und Lösungsvermittler, die dem Prozess gezielt zugeführt werden, tragen durch Anreicherung in den Kreisläufen zu einer Erhöhung der Konzentration an kolloidal gelösten Störstoffen direkt oder aus der Wechselwirkung untereinander bei. Andere Quellen sind Extrakte aus den Faserstoffen, Lignin und Ligninderivate, Hemicellulosen und Kohlehydrate. Die wachsende Konzentration an Störstoffen führt zu einer reduzierten Effizienz der meist kationischen Funktionschemikalien, wie beispielsweise Fixiermittel, Retentionspolymere. Die bei hohen Prozesstemperaturen vorliegende Sättigung des Prozesswassers mit kolloidal gelösten, anionischen Störstoffen führt in den kühleren Zonen zu Ausfällungen und Ablagerungen. Bereits geringe Temperaturgradienten reichen aus, um klebrige Ablagerungen an hydrophoben oder besonders adhäsiven Flächen, wie beispielsweise Siebmaterial, Filzmaterial, Walzenoberflächen, strömungsarmen Zonen, entstehen zu lassen. Diese können den Prozess empfindlich durch die Bildung von Löchern im Papier, Abrisse, Reinigungsstillstände oder dergleichen beeinträchtigen.
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Papiereigenschaften wie Weiße, Opazität, Färbung und Festigkeit sind durch die Anwesenheit von kolloidalen Störstoffen ebenfalls beeinträchtigt. Außerdem kann eine verstärkte Neigung zur Geruchsbildung im Papier auftreten. Die Störstoffe können des Weiteren durch Absenkung der Oberflächenspannung zu vermehrtem Schaum führen, was sich negativ auf die Papierqualität auswirkt oder den vermehrten Einsatz von Schaumregulierern erforderlich macht. Die Anreicherung von Störstoffen im gesamten Wasserkreislaufsystem ist abhängig von der Menge an zugeführten Rohmaterialien, der Prozesstemperatur, der Extrahierbarkeit, der Wasserumlaufrate, der mit dem Abwasser abgeführten Menge, dem Austrag an Störstoffen mit dem produzierten Papier und der Zuführung von Frischwasser. Insbesondere für die Einengung der Wasserkreisläufe, d. h. die verringerte Zufuhr an Frischwasser und die entsprechend verringerte Abfuhr an Abwasser, stellt sich eine erhöhte Konzentration an kolloidal gelösten Störstoffen in den Kreislaufwässern ein. Neben dem hohen Konzentrationsniveau stellen auch dynamische Schwankungen der Störstofffrachten eine Limitierung für eine zielgenaue chemisch-technologische Führung des Prozesses dar. Dabei kommt es zu dauernden Fehldosierungen von Funktionschemikalien mit den oben beschriebenen Auswirkungen.
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Üblicherweise werden Prozessfluide in Papiermaschinen, die derartige Störstoffe enthalten, durch die Zugabe von Aluminium-Ionen, insbesondere Kali-Alaun bzw. Kaliumaluminiumsulfat, Ammoniumaluminiumsulfat oder Polyaluminiumchlorid, behandelt. Zudem kann es gewünscht sein, dass kolloidal gelöste Störstoffe, beispielsweise in der Stoffauflauf-Bütte, an die Fasern angelagert werden, um beispielsweise eine homogene Verteilung der Störstoffe in der Faserstoffbahn zu erreichen oder um eine Anreicherung dieser kolloidal gelösten Störstoffe im Siebwasser oder Klarfiltrat der Blattbildungsvorrichtung zu verringern. Auch können eine Verbesserung der Leimung bzw. der Leimretention gewünscht sein, wobei bei einer Harzleimung und bei einer Leimung mit Alkylketendimer (AKA) und/oder Alkenylbernsteinsäureanhydrid (ASA) zur Verbesserung der Leimung bzw. Leimretention ebenfalls Aluminium-Ionen, insbesondere Aluminiumsulfat, dem jeweiligen flüssigen Arbeitsmedium zugeführt werden. Weiterhin kann eine Verbesserung der Retention, also der Zurückhaltung von Fasern und Feststoffen auf dem Sieb, durch Zugabe von Aluminium-Ionen erreicht werden.
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Aluminium-Ionen können üblicherweise auch mittels Elektrolysevorrichtungen zugegeben werden, die zumindest einem Teil des jeweiligen Prozessfluides elektrochemisch erzeugte Aluminium-Ionen hinzufügen. Mittels der elektrochemisch erzeugten Aluminium-Ionen kann die Nachbehandlung von Biowasser verbessert werden, feststofffreie Kreisläufe flüssiger Arbeitsmedien von kolloidal gelösten Störstoffen zumindest teilweise befreit werden, kolloidal gelöste Störstoffe an/auf den Fasern bei feststoffhaltigen Kreisläufen fixiert werden und die Leimung bzw. die Leimretention, sowie die Retention verbessert werden. Aus der
DE 10/2010 001 769 A1 , der
DE 10/2010 001 801 A1 , der
DE 10/2010 001 808 A1 und der
DE 10/2010 030 996 A1 , sind beispielsweise Vorrichtungen und/oder Verfahren bekannt, bei der Elektrolysevorrichtungen von einem Prozessfluid durchströmt werden, währenddessen elektrochemisch erzeugte Aluminiumionen durch die Elektrolysevorrichtung an das jeweilige Prozessfluid abgegeben werden
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Die Zugabe von Aluminium-Ionen, sei es durch Aluminium-Salze oder mittels einer Elektrolysevorrichtung, erfolgt derzeit üblicherweise ungeregelt in Bezug auf die tatsächlich vorliegende Menge an Störstoffen, die durch die Aluminium-Ionen beispielsweise an Fasern fixiert oder aus dem jeweiligen Arbeitsfluid entfernt werden sollen. Üblicherweise werden die Aluminium-Ionen mengenproportional in Bezug auf die eingesetzte Frischstoffmenge bspw. in der Mischbütte des Stoffauflaufs zugesetzt. Dabei kann eine Eindosierung von Aluminium-Ionen auch vor dem Stoffauflauf, im Bereich der Abwasserreinigung oder an anderweitigen Stellen in der Papiermaschine vorgenommen werden. Die Konzentration an Störstoffen, die durch Aluminium-Ionen beseitigt werden können, kann jedoch durch die Rohmaterialien oder Aufbereitungsschritte in der Stoffaufbereitung Schwankungen unterworfen sein. Aufgrund der ungeregelten Zugabe von Aluminium-Ionen kann demzufolge eine Überdosierung an Aluminium-Ionen stattfinden, wenn bspw. die Konzentration an Störstoffen absinkt. Dadurch kann es zum einen zu einer Anreicherung von Aluminium-Ionen kommen, sodass die überschüssigen Aluminium-Ionen unterschiedlichste Teilprozesse in der Maschine negativ beeinflussen können. Da vermehrt in Papiermaschinen geschlossene und teilweise miteinander verbundene Arbeitsfluid-Kreisläufe implementiert sind, kann es demzufolge zu einer maschinenweiten Aufkonzentrieren von Aluminium-Ionen in den jeweiligen Arbeitsfluiden kommen. Aber auch ohne ein derartiges unerwünschtes Aufkonzentrieren von Aluminium-Ionen in den Arbeitsfluiden der gesamten Papiermaschine kann ein Durchschlagen von Aluminium-Ionen bspw. durch Prozesswasserrückführung bis bspw. zur Deinking-Stufe eintreten. Ein derartiges Durchschlagen von Aluminium-Ionen beeinflusst den Deinking-Schritt negativ, sodass ein erhöhter Einsatz an Deinking-Chemikalien notwendig werden kann. Wird eine Erhöhung der Deinking-Chemikalien nicht durchgeführt, so kann der Wirkungsgrad des Deinking-Schrittes abnehmen und die Faserstoffbahn-Qualität auf ein nicht mehr tolerierbares Maß absinken.
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Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine Dosiervorrichtung, die Verwendung derselben und für ein Verfahren zur Zugabe von Aluminium-Ionen eine verbesserte oder zumindest eine alternative Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch eine geringere Tendenz der Anreicherung von Aluminium-Ionen in den jeweiligen Arbeitsfluiden auszeichnet.
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In einem Aspekt der Erfindung wird eine Dosiervorrichtung, insbesondere für eine Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn aus einer Faserstoffsuspension, für die Zugabe von Aluminium-Ionen zu zumindest einem ersten wässrigen Arbeitsfluid vorgeschlagen, wobei eine MSR-Vorrichtung vorgesehen ist, die eine Menge an aktiven Aluminium-Ionen in zumindest einem zweiten wässrigen Arbeitsfluid bestimmt.
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Vorteilhaft kann durch eine derartige MSR-Vorrichtung die Menge an aktiven Aluminium-Ionen in zumindest einem zweiten wässrigen Arbeitsfluid bestimmt werden, und aufgrund des Messwertes die Zugabe an Aluminium-Ionen zu zumindest einem ersten wässrigen Arbeitsfluid in Abhängigkeit zu dem Messwert geregelt werden. Dadurch kann eine Überdosierung von Aluminium-Ionen zu zumindest einem ersten wässrigen Arbeitsfluid verringert bzw. verhindert werden, sodass in zumindest einem zweiten wässrigen Arbeitsfluid keine signifikante Menge an aktiven Aluminium-Ionen auftreten kann. Sind zudem die Kreisläufe von zumindest einem ersten wässrigen Arbeitsfluid und zumindest einem zweiten wässrigen Arbeitsfluid fluidisch gekoppelt, kann eine Anreicherung von Aluminium-Ionen in den Arbeitsfluiden vorteilhaft verringert bzw. verhindert werden. Demzufolge können die Aluminium-Ionen sich nicht mehr auf Teilprozesse störend auswirken, die das zweite wässrige Arbeitsfluid oder ein aus dem zweiten wässrigen Arbeitsfluid gewonnenes Arbeitsfluid verwenden. Demzufolge kann vorteilhaft ein Durchschlagen einer störenden Menge an Aluminium-Ionen in das zweite Arbeitsfluid verringert bzw. verhindert werden.
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Unter einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn aus einer Faserstoffsuspension ist eine Maschine zu verstehen, die aus einer Faserstoffsuspension durch Entwässerung einer Faserstoffbahn herstellt. Dabei können bspw. Holzfasern, Stofffasern, Metallfasern, Kunststofffasern, Glasfasern, Hilfsstoffe, Additive, Füllstoffe oder eine Mischung derselben als Faserstoff verwendet werden. Demzufolge kann einer Faserstoffbahn bspw. eine Papierbahn, ein Flies, oder dergleichen darstellen. Dabei kann an verschiedenen Stellen im Herstellungsprozess die Zugabe von Aluminium-Ionen stattfinden.
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Aluminium-Ionen können zur Reinigung von Prozesswasser und/oder Abwasser vorwendet werden. Vorteilhaft wird in diesem Fall in das Prozesswasser und/oder in das Abwasser mittels der Dosiervorrichtung Aluminium-Ionen eingeleitet, wobei online die Menge an aktiven Aluminium-Ionen in einem zweiten wässrigen Arbeitsmedium, beispielsweise dem gereinigten Abwasser, mittels der MSR-Vorrichtung bestimmt wird. Dadurch können Aluminium-Ionen in gerade ausreichender Menge in das Prozesswasser und/oder Abwasser eingeleitet werden, wobei die dabei entstehenden Hydroxidflocken mit den Verunreinigungen im Prozesswasser und/oder Abwasser reagieren können und zu größeren Konglomeraten verklumpen, die dann als suspendierte Feststoffe im Prozesswasser und/oder Abwasser vorliegen. Diese Feststoffe können dann mit dem nachgeschalteten Verfahren vom Wasser, bspw. mittels Flotation, Filtration oder Sedimentation, abgetrennt werden, sodass mittels der Dosiervorrichtung das Prozesswasser und/oder Abwasser gereinigt werden kann.
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Aluminium-Ionen können zur Fixierung von Störstoffen an Fasern in einer Faserstoffsuspension verwendet werden. Zu diesem Zweck wird der Faserstoffsuspension, bspw. in der Mischbütte für den Stoffauflauf oder vor Einleitung in den Stoffauflauf, Aluminium-Ionen hinzugefügt, sodass sich auch in diesem Fall in der Faserstoffsuspension die Aluminium-Ionen u. a. mit kolloidal gelösten Stoffen in der Faserstoffsuspension reagieren, sodass größere Konglomerate entstehen, die sich aufgrund des hydroxidartigen Charakters vorteilhaft an die Papierfasern anlagern. Vorteilhaft können dadurch vor allem kolloidal gelöste Störstoffe an die Papierfasern angelagert werden, sodass sich die Störstoffe, bspw. im Siebwasser, nicht aufkonzentrieren, da sie mit dem Papier aus dem Prozess entfernt werden. Dabei können die Aluminium-Ionen die Funktion von chemischen Fixiermitteln ersetzen bzw. diese unterstützen.
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Auch können Aluminium-Ionen zur Verbesserung der Leimung von Leimungsmitteln verwendet werden. Zu diesem Zweck wird einem mit Leimungsmittel versetzten wässrigen Arbeitsmedium oder einer konzentrierten wässrigen Lösung von Leimungsmitteln Aluminium-Ionen hinzugefügt, wobei auch in diesem Fall die Aluminium-Ionen mit dem Leimungsmittel reagieren können, so dass dadurch die Tendenz des Anhaftens der Leimungsmittel auf den Fasern verbessert werden kann. Demzufolge kann durch die Aluminium-Ionen das Leimungsmittel effizienter und wirksamer eingesetzt werden, sodass u. a. der Verbrauch an Leimungsmitteln durch die Aluminium-Ionen gesenkt werden kann.
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Auch können Aluminium-Ionen zur Verbesserung der Retention verwendet werden. Zu diesem Zweck wird bspw. der Faserstoffsuspension Aluminium-Ionen zugegeben, die mit Inhaltsstoffen der Faserstoffsuspension reagieren, Konglomerate ausbilden, die untereinander besser aneinander haften, sodass insgesamt die Rückhaltung der festen Inhaltsstoffe der Faserstoffsuspension auf dem Sieb verbessert wird. Dadurch kann die Menge an anderweitigen, chemischen Retentionsmitteln reduziert werden, bzw. deren Wirksamkeit erhöht werden.
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Die Dosiervorrichtung kann eine Mischvorrichtung aufweisen, die die zugegebenen, ionenhaltigen Fluide mit dem wässrigen Medium vermischt. Dabei können die Dosiervorrichtung und die Mischvorrichtung integral ausgebildet sein. Unter einer MSR-Vorrichtung ist eine Mess-/Steuer-/Regel-Vorrichtung zu verstehen, die mittels elektronischer Komponenten sowie ggf. einem Softwareprogramm eine Messwerterfassung, Messwertauswertung, Steuer- bzw. Regelwertermittlung und eine Regelung bzw. Steuerung durchführt, um die Menge an aktiven Aluminium-Ionen in dem zweiten wässrigen Medium auf einen vorbestimmten Wert einzustellen. Dabei kann die MSR-Vorrichtung separat ausgebildet sein oder ein integraler Baustein einer größeren MSR-Vorrichtung darstellen, die neben der Einstellung der Menge an aktiven Aluminium-Ionen des zweiten wässrigen Mediums auch andere Aufgaben und Funktionalitäten erfüllt. Dabei kann die MSR-Vorrichtung auch Sensoren, Ventile, Ansteuerungselektronik oder dergleichen aufweisen bzw. mit der Dosiervorrichtung und/oder Mischvorrichtung integral ausgebildet sein.
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Zudem ist es denkbar, dass mittels der MSR-Vorrichtung die Menge an aktiven Aluminium-Ionen in mehreren zweiten wässrigen Arbeitsfluiden bestimmt wird. Demzufolge kann mittels der MSR-Vorrichtung vorteilhaft auch die Zugabe von Aluminium-Ionen zu mehreren ersten wässrigen Arbeitsfluiden geregelt werden, sodass in den jeweiligen Arbeitsfluiden eine ausbalancierte Konzentration an Aluminium-Ionen vorliegt. Es ist auch denkbar, dass die MSR-Vorrichtung die Menge an aktiven Aluminium-Ionen ebenfalls in dem ersten wässrigen Arbeitsfluid bestimmt, um unter Berücksichtigung der Mengen an aktiven Aluminium-Ionen in zumindest einem zweiten wässrigen Arbeitsfluid und in zumindest einem ersten wässrigen Arbeitsfluid die Zugabe an Aluminium-Ionen zu zumindest einem wässrigen Arbeitsfluid vorzunehmen.
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Unter aktiven Aluminium-Ionen versteht man Aluminium-Ionen, die sich störend auf Teilprozesse der Maschine, wie bspw. den Deinking-Prozess, auswirken können. Demzufolge versteht man unter aktiven Aluminium-Ionen Aluminium-Ionen, die hinsichtlich von Teilprozessen eine gewünschte oder ungewünschte Wirkung entfalten können. Demzufolge sind aktive Aluminium-Ionen nicht durch anionische oder anderweitige Stoffe derart gebunden oder maskiert, dass sie keine der vorgenannten Wirkungen, bspw. hinsichtlich der Retention, Leimung oder der Tendenz zur Ausbildung von Konglomeraten aufweisen. Auch diese gewünschten Wirkungen sollen die vorhandenen Aluminium-Ionen nicht aufweisen, da sonst eine Anreicherung an Aktivität der Aluminium-Ionen in den jeweiligen Arbeitsfluiden eintreten kann, die in nachgelagerten Prozessen zu Nachteilen führen kann.
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Dabei kann ein erstes wässriges Arbeitsfluid bspw. die Faserstoffsuspension, das Klarwasser, das Frischwasser, das Abwasser oder ein anderweitiges Prozesswasser sein. Üblicherweise findet eine Aluminium-Ionen-Eindosierung in die vorgenannten ersten wässrigen Arbeitsfluiden statt. In der Faserstoffsuspension können dabei die zuvor beschriebenen Vorteile erreicht werden. Klarwasser und Frischwasser werden zumeist in geschlossenen Wasserkreisläufen eingesetzt, wobei dem Klarwasser und dem Frischwasser Aluminium-Ionen zugegeben werden können, um die zuvor genannten Effekte zu erreichen. Dem Abwasser werden zumeist Aluminium-Ionen zugegeben, um in nachfolgenden Abscheideschritten das Abwasser weiter zu reinigen. Wird nun das Abwasser dem Herstellungsprozess rückgeführt, so kann eine Überdosierung an Aluminium-Ionen in dem Abwasser zu einem Durchschlagen von Aluminium-Ionen in den nachfolgenden Arbeitsfluiden führen.
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Zumindest ein zweites wässriges Arbeitsfluid kann die Faserstoffsuspension, das direkte Siebwasser, das indirekte Siebwasser, das Abwasser, das Klarwasser sein. Vorteilhaft kann in diesem Fall auch in der Faserstoffsuspension die Menge an aktiven Aluminium-Ionen bestimmt werden. Dies kann bspw. vor dem Aufbringen auf das Entwässerungssieb stattfinden, sodass schon unmittelbar nach der Zugabe der Aluminium-Ionen eine Überdosierung detektiert werden kann. Vorteilhaft ist es jedoch, die Menge an aktiven Aluminium-Ionen im direkten Siebwasser zu bestimmen. Dabei versteht man unter dem direkten Siebwasser das wässrige Arbeitsfluid, das während der Entwässerung der Faserstoffsuspension mittels Entwässerungselementen anfällt. Dieses direkte Siebwasser wird bspw. zur Verdünnung der Faserstoffsuspension bspw. in der Mischbütte oder im Stoffauflauf herangezogen. Das direkte Siebwasser wird im Primärkreislauf in der Maschine eingesetzt und umfasst die größte Menge an rückgeführten und wiederverwendeten Arbeitsfluiden. Deshalb ist es besonders wichtig, im Primärkreislauf eine Aufkonzentrierung an Aluminium-Ionen zu verringern bzw. zu verhindern.
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Ebenfalls bevorzugt wird auch im indirekten Siebwasser mittels der MSR-Vorrichtung die Menge an aktiven Aluminium-Ionen bestimmt. Dabei versteht man unter einem indirekten Siebwasser überschüssiges direktes Siebwasser, das nicht unmittelbar im Primärkreislauf rückgeführt wird, sondern über einen Sekundärkreislauf zu Klarwasser aufgearbeitet wird. Dabei kann indirektes Siebwasser sich aus dem überschüssigen direkten Siebwasser, aus den Abläufen aus dem Siebschiff, dem abgeschiedenen Wasser aus Saugkästen und den Vakuumpumpen zusammensetzen. Diese Arbeitsfluide werden zu Klarwasser verarbeitet, das im Sekundärkreislauf der Stoffaufbereitung und bspw. der Mischbütte bzw. dem Stoffauflauf zugeführt werden kann. Dabei stellt der Sekundärkreislauf den zweitgrößten Arbeitsfluidstrom dar, sodass auch eine Aufkonzentrierung an Aluminium-Ionen in dem Sekundärkreislauf vorteilhaft mittels der MSR-Vorrichtung bzw. der Dosiervorrichtung verhindert bzw. verringert werden kann. Auch Abwasser, das als gereinigtes Abwasser im Tertiärkreislauf dem Herstellungsprozess in der Maschine rückgeführt werden kann, umfasst eine signifikante Menge an rückgeführtem Arbeitsfluid, sodass vorteilhaft auch im Abwasser eine Aufkonzentrierung an Aluminium-Ionen durch die Dosiervorrichtung mittels der MSR-Vorrichtung verhindert werden kann.
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Des Weiteren kann die MSR-Vorrichtung zumindest einen ionenspezifischen Sensor aufweisen, mit dem die Menge an aktiven Aluminium-Ionen detektiert werden kann. Vorteilhaft kann durch einen derartigen ionenspezifischen Sensor nur diejenige Menge an Aluminum-Ionen detektiert werden, die zu einer Aufkonzentrierung an Aktivität bzw. an aktiven Aluminium-Ionen und daraus resultierenden negativen Einflüssen führen kann. Dabei kann der ionenspezifische Sensor derartig ausgebildet sein, dass maskierte oder gebundene Aluminium-Ionen nicht detektiert werden.
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In einem weiteren Aspekt wird die Verwendung einer Dosiervorrichtung wie zuvor beschrieben vorgeschlagen, wobei an zumindest einer der nachfolgenden Positionen innerhalb der Maschine die Aluminium-Ionen eindosiert werden. Werden bspw. Aluminium-Ionen in die Mischbütte des Stoffauflaufs eindosiert, so kann die Leimung und die Retention verbessert werden sowie Störstoffe auf die Faser der Faserstoffsuspension fixiert werden. Im Bereich der Stoffaufbereitung eingesetzt, können ebenfalls derartige Vorteile erreicht werden. Wird mittels der Dosiervorrichtung in einer Mischvorrichtung in Maschinenrichtung unmittelbar vor dem Stoffauflauf eindosiert, so können vor allem die Störstoffe gut an den Fasern der Faserstoffsuspension fixiert werden. Im Bereich der Abwasserreinigung eingesetzt, kann durch die Dosiervorrichtung ein weiterer Reinigungsschritt des Abwassers vorgenommen werden.
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Des Weiteren kann die MSR-Vorrichtung zumindest an einer der nachfolgenden Positionen innerhalb der Maschine die Menge an aktiven Aluminium-Ionen messen. Wird in einer Ableitung oder Zuleitung des direkten Siebwassers die Menge an aktiven Aluminium-Ionen bestimmt, so kann die Eindosierung von Aluminium-Ionen bspw. in die Faserstoffsuspension aufgrund des jeweiligen Messwertes vorteilhaft angepasst werden. Da das direkte Siebwasser unmittelbar von der Menge an Aluminium-Ionen, die in die Faserstoffsuspension eindosiert worden ist, abhängig ist, kann besonders einfach eine Überdosierung im Primärkreislauf an Aluminium-Ionen verringert bzw. verhindert werden. Misst die MSR-Vorrichtung die Menge an aktiven Aluminium-Ionen in einer Ableitung oder Zuleitung des indirekten Siebwassers, so kann ebenfalls im Sekundärkreislauf vorteilhaft eine Anreicherung bzw. Überdosierung von Aluminium-Ionen verhindert werden. Dies ist ebenso möglich, durch Messung der Menge an aktiven Aluminium-Ionen in einer Ableitung oder Zuleitung des Klarwassers. Wird in einer Ableitung oder Zuleitung des Abwassers die Menge an aktiven Aluminium-Ionen gemessen, so kann auch in dem Tertiärkreislauf eine Überdosierung von Aluminium-Ionen verringert bzw. verhindert werden. Wird in einem Deinking-Bereich, insbesondere unmittelbar vor der Zugabe von Deinking-Chemikalien die Menge an aktiven Aluminium-Ionen gemessen, so kann insbesondere für diesen Teilprozess die Menge an aktiven Aluminium-Ionen so reduziert werden, dass ein merklich erhöhter Verbrauch an Deinking-Chemikalien vermieden bzw. verringert werden kann. Zudem kann in diesem Fall für die Zugabe der benötigten Menge an Deinking-Chemikalien die detektierte Menge an Aluminium-Ionen berücksichtigt werden.
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In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Zugabe von Aluminium-Ionen mittels einer Dosiervorrichtung, insbesondere in einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn aus einer Faserstoffsuspension, vorgeschlagen, bei dem Aluminium-Ionen zu zumindest einem ersten wässrigen Arbeitsfluid zugegeben werden. Wird mittels einer MSR-Vorrichtung die Menge an aktiven Aluminium-Ionen in zumindest einem zweiten wässrigen Arbeitsfluid bestimmt, so können vorgenannte Vorteile, insbesondere die Verhinderung einer Überdosierung und Anreicherung an Aluminium-Ionen in den jeweiligen Arbeitsfluiden, erreicht werden.
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Wird dabei die Zugabe an Aluminium-Ionen zu zumindest einem ersten wässrigen Arbeitsfluid erhöht, wenn in zumindest einem zweiten wässrigen Arbeitsfluid keine aktiven Aluminium-Ionen detektiert werden können, so kann die jeweilige Menge an Aluminium-Ionen in zumindest einem ersten wässrigen Arbeitsfluid so lange angepasst werden, bis eine ausreichende Menge an Aluminium-Ionen in dem ersten wässrigen Arbeitsfluid eingestellt ist. Insofern wird durch die detektierte Menge an aktiven Aluminium-Ionen in zumindest einem zweiten wässrigen Arbeitsfluid die benötigte Menge an Aluminium-Ionen in zumindest einem ersten wässrigen Arbeitsfluid eingeregelt. Dabei kann eine Erhöhung der Zugabe an Aluminium-Ionen zu zumindest einem ersten wässrigen Arbeitsfluid eingestellt werden, wenn in zumindest einem zweiten wässrigen Arbeitsfluid aktive Aluminium-Ionen detektiert werden können. Dadurch kann die genau ausreichende Menge an Aluminium-Ionen für das erste wässrige Arbeitsfluid eingestellt werden, ohne dass eine nennenswerte Menge an aktiven Aluminium-Ionen in dem zumindest einem zweiten wässrigen Arbeitsfluid detektierbar sind.
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Wird die Zugabe an Aluminium-Ionen zu zumindest einem ersten wässrigen Arbeitsfluid verringert, wenn in zumindest einem zweiten wässrigen Arbeitsfluid die Menge an aktiven, detektierbaren Aluminium-Ionen einen vorbestimmten Wert erreicht oder überschreitet, so kann vorteilhaft durch Zugabe von Aluminium-Ionen zu zumindest einem ersten wässrigen Arbeitsfluid die Konzentration an Aluminium-Ionen in zumindest einem zweiten wässrigen Arbeitsfluid eingestellt werden. Bevorzugt wird dabei eine gerade noch detektierbare Menge an Aluminium-Ionen in dem zweiten wässrigen Arbeitsfluid eingestellt.
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Beträgt der vorbestimmte Wert an Aluminium-Ionen in zumindest einem zweiten wässrigen Arbeitsfluid 0,01 bis 10% der Konzentration an Aluminium-Ionen in zumindest einem ersten wässrigen Arbeitsfluid, so kann eine Aluminium-Ionen Konzentration in zumindest einem zweiten wässrigen Arbeitsfluid eingestellt werden, die nachfolgende Teilprozesse nur geringfügig störend beeinflusst. Gleichzeitig kann aber mittels eines derartig vorbestimmten Wertes in dem zweiten wässrigen Arbeitsfluid die genau benötigte Menge an Aluminium-Ionen dem ersten wässrigen Arbeitsfluid zugeführt werden. Dabei ist es denkbar, dass der vorbestimmte Wert an Aluminium-Ionen in zumindest einem zweiten wässrigen Arbeitsfluid 0,01 bis 5%, ggf. 0,01 bis 2%, insbesondere 0,01 bis 1% und bspw. 0,1 bis 1% der Menge an Aluminium-Ionen in zumindest einem ersten wässrigen Arbeitsfluid beträgt. Dabei ist es auch denkbar, dass mittels der MSR-Vorrichtung die Menge an Aluminium-Ionen in mehreren zweiten wässrigen Arbeitsfluiden bestimmt wird, wobei deren Gesamtmenge auf die zuvor beschriebenen Werte bezogen auf die Gesamtmenge an Aluminium-Ionen in den ersten Arbeitsfluiden eingestellt wird.
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Die einzige 1 zeigt schematisch eine Maschine mit einer erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung.
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Wie in 1 gezeigt, weist eine Maschine 100 zur Herstellung einer Faserstoffbahn 110 aus einer Faserstoffsuspension 120 eine Dosiervorrichtung 130 auf, die mit einer MSR-Vorrichtung 140 und einem Dosier-/Mischelement 150 ausgestattet ist.
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Dabei werden mittels des Dosier-/Mischelementes 150 Aluminium-Ionen in ein erstes wässriges Arbeitsfluid 160 eindosiert, während mittels der MSR-Vorrichtung 140 in einem zweiten wässrigen Arbeitsfluid 170 die Menge an aktiven Aluminium-Ionen bestimmt wird.
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In diesem gezeigten Fall stellt das erste wässrige Arbeitsfluid 160 die aus einer Mischbütte 180 eines Stoffauflaufs 190 kommende Faserstoffsuspension 120 dar, während das zweite wässrige Arbeitsfluid 170 das direkt aus einem Formerbereich 200 kommende Siebwasser ist. Dabei kann das zweite wässrige Arbeitsfluid 170 sowohl innerhalb eines Primärkreislaufes 210 wiederverwendet werden, oder bspw. einer Stoffaufbereitung 220 zugeführt werden.
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In der Stoffaufbereitung 220 kann dabei das zweite wässrige Arbeitsfluid 170 bei einer erhöhten Menge an aktiven Aluminium-Ionen zu Problemen bspw. bei dem Deinking-Schritt führen, wenn mittels des zweiten wässrigen Arbeitsfluides 170 bspw. eine Faserstoffsuspension aus Altpapier hergestellt wird, die nachfolgend unter anderem von der Tinte befreit wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10/2010001769 A1 [0005]
- DE 10/2010001801 A1 [0005]
- DE 10/2010001808 A1 [0005]
- DE 10/2010030996 A1 [0005]
