DE2746179A1 - Verfahren zur messung des ladungszustandes von suspensionen und zur steuerung der zugabe von hilfsmitteln zu suspensionen - Google Patents
Verfahren zur messung des ladungszustandes von suspensionen und zur steuerung der zugabe von hilfsmitteln zu suspensionenInfo
- Publication number
- DE2746179A1 DE2746179A1 DE19772746179 DE2746179A DE2746179A1 DE 2746179 A1 DE2746179 A1 DE 2746179A1 DE 19772746179 DE19772746179 DE 19772746179 DE 2746179 A DE2746179 A DE 2746179A DE 2746179 A1 DE2746179 A1 DE 2746179A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- suspension
- suspensions
- addition
- measuring
- potential
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 239000000725 suspension Substances 0.000 title claims description 33
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 30
- 239000000654 additive Substances 0.000 title description 4
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 claims description 14
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 9
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 5
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 5
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 claims description 5
- 239000000975 dye Substances 0.000 claims description 3
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 2
- 239000008394 flocculating agent Substances 0.000 claims description 2
- 239000000049 pigment Substances 0.000 claims description 2
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 claims description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 19
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 6
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000000733 zeta-potential measurement Methods 0.000 description 3
- 229940037003 alum Drugs 0.000 description 2
- JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N barium titanate Chemical compound [Ba+2].[Ba+2].[O-][Ti]([O-])([O-])[O-] JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910002113 barium titanate Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000005189 flocculation Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 2
- 229920002799 BoPET Polymers 0.000 description 1
- 229920003043 Cellulose fiber Polymers 0.000 description 1
- 239000005041 Mylar™ Substances 0.000 description 1
- 229920005372 Plexiglas® Polymers 0.000 description 1
- 229920001131 Pulp (paper) Polymers 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 230000016615 flocculation Effects 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000005405 multipole Effects 0.000 description 1
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 1
- 229920000867 polyelectrolyte Polymers 0.000 description 1
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 1
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 239000012209 synthetic fiber Substances 0.000 description 1
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 1
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/24—Earth materials
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/60—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrostatic variables, e.g. electrographic flaw testing
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D21/00—Control of chemical or physico-chemical variables, e.g. pH value
- G05D21/02—Control of chemical or physico-chemical variables, e.g. pH value characterised by the use of electric means
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Geology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Paper (AREA)
Description
-3-
Zentralbereich Patente, Marken und Lizenzen
509 Leverkusen, Bayerwerk Hö/AB
1 3. ükt. 1977
Verfahren zur Messung des Ladungszustandes von Suspensionen und zur Steuerung der Zugabe von Hilfsmitteln zu Suspensionen
Der Ladungszustand der Feststoffteilchen in Suspensionen beeinflußt
erheblich die Eigenschaften der Suspension. Ein Parameter, der den Ladungszustand charakterisiert, ist das
elektrokinetische Potential, das auch als Zetapotential bezeichnet wird. Besondere technische Bedeutung hat der Ladungszustand
in Fasersuspensionen (Zellstoffasern, Synthesefasern,
Glasfasern u.a.) und in Pigmentsuspensionen, und man kann ihn stark durch gelöste oder andere suspendierte Stoffe
beeinflußen. Die Zugabe von mehrwertigen Salzen, Tensiden, Polymeren, Farbstoffen kann das elektrokinetische Potential
stark verändern. In der Papierindustrie ist bekannt, daß es erheblich vom Ladungszustand abhängt, inwieweit die Naßpartiezusätze,
wie Füllstoffe, Farbstoffe, Leim und ähnliches, auf den Fasern haften, also auf dem Endprodukt noch vorhanden
sind. Durch Zugabe sorgenannter Retentionsmitttel, die das elektrokinetische Potential verändern, wird der Einbau der
Naßpartiezusätze in die Papierbahn verbessert.
Der Ladungszustand einer Suspension wird entweder aus der mikroelektrophoretischen
Beweglichkeit oder über das sogenannte
Le A 18 309
909816/0362
V
27A6179
Strömungspotential ermittelt. Beides sind aufwendige Messungen,
die qualifiziertes Prüfpersonal erfordern. Modellvorstellungen
und Meßmöglichkeiten v;erden in "Das Papier" 12 (1975) 514/563 diskutiert. Zusammenfassend kann gesagt werden,
daß einfache Modellvorstellungen nicht das Verhalten technisch wichtiger Suspensionen voll erklären, daß für ein
optimales Retentionsverhalten nicht notwendiger Weise das Zetapotential bei null liegen muß, weil die Abschirmung der
Multipolkräfte, die Änderung des Adsorptionsverhaltens und
die Blockade von Adsorptionsstellen eine Rolle spielen, daß nicht einmal die Wirkungsrichtung bei einer Änderung des
Zetapotentiales sicher vorhergesagt werden kann, und daß die wissenschaftlichen Untersuchungen an einfachen Modellsubstanzen
für den Praktiker nur geringe Bedeutung erlangt haben.
Die systematische Messung von Beziehungen wie beispielsweise der Naßreißlänge oder des Aschewertes oder der Opazität in
Abhängigkeit vom Zetapotential, wird bis jetzt in der Praxis wenig durchgeführt, weil die Messungen der mikroelektrophoretischen
Beweglichkeit oder des Strömungspotentials zeitaufwendig sind, und daher nur an Stichproben vorgenommen
werden können und nicht zur Prozesskontrolle geeignet sind. Kurze zeitliche Änderungen des Ladungszustandes der Suspension
im Betrieb, beispielsweise bei der Vliesherstellung oder an einer Papiermaschine, können bislang nicht meßtechnisch verfolgt
werden. Damit ist eine Möglichkeit, aus der Kenntnis der elektrischen Ladungsverteilung der Suspension die Fertigung
günstig zu beeinflussen, bis jetzt nicht nutzbar.
Aufgabe der Erfindung ist es, durch eine möglichst kontinuierliche,
einfache und schnelle Meßmethode das elektrokinetische Potential von Feststoffteilchen in einer Suspension
Le A 18 309 - 2 -
909816/0362
zu messen, insbesondere soll auch der Einfluß von Hilfs-stoffen
und die zeitlichen Veränderungen des Ladungszustandes der Suspension erkannt werden können, und es
sollen aus diesen Meßsignalen in an sich bekannter Weise Befehle für eine optimale Fahrweise auch im großtechnischen
Maßstab hergeleitet werden.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein Teil der Suspension in einer Meßzelle einem Ultraschallfeld ausgesetzt
wird, wobei in die Zelle zwei Elektroden hineinragen, deren Abstand ein unrreradzahlig Vielfaches der halben Wellenlänge der
Ultraschallwelle ist, und die an den Elektroden auftretende Spannung zur Steuerung der Hilfsmittelzugabe herangezogen
wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren benutzt die Tatsache, daß bei polyelektrolytischen Lösungen, in einem entsprechend
kräftigen Ultraschallfeld meßbare Wechselspannungen auftreten, die mit 2 Elektroden abgegriffen werden können. Die
Spannung ist durch das sogenannte Vibrationspotential bedingt, das in erster Näherung von der Konzentration und
Masse der Teilchen abhängt und proportional zum Zetapotential ist. Zusammenhänge sind dargestellt in J.Phys.Chem. 71
(1967) 3502/3516. Es hat sich gezeigt, daß diese Signale geeignet sind zur Steuerung der Zugabe von Hilfsmitteln, um
dadurch einen gewünschten Ladungszustand der Teilchen in einer Suspension aufrecht zu erhalten. Hierdurch kann man
letztlich eine optimale Flockung steuern und kontrollieren.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine Messung des elektrokinetischen Potentials in Zeitabständen von weniger
als 10 see,d.h. das Zetapotential ist praktisch kontinuierlich
meßbar. Es ist zweckmäßig, einen Teilstrom der zu
Le A 18 309 - 3 -
909816/0362
untersuchenden Suspension abzuzweigen und im by-pass durch die Meßzelle zu leiten. Aber selbst wenn eine
solche kontinuierliche Messung nicht möglich sein sollte, beispielsweise, weil der Anbau an eine vorhandene
Maschine zu aufwendig wäre, kann in kurzen Zeitabständen Suspension entnommen und separat untersucht werden; auch
dadurch lassen sich noch zeitliche Veränderungen feststellen, weil eine Einzelmessung sehr schnell geht und die Probenentnahme
gegebenenfalls automatisiert werden kann.
Es kann sich als zweckmäßig erweisen, die Suspension durch Zugabe von Flüssigkeiten, beispielsweise von destilliertem
Wasser, zu verdünnen, um dadurch den Einfluß der anorganischen Salze (z.B Alaun) auf das Meßsignal zu verringern.
Der Einfluß der Retentionsmittel auf den Ladungszustand kann dadurch deutlicher werden. Eine gleichbleibende Verdünnung
ändert nichts an der Möglichkeit, das System über eine Zetapotential-Messung zu kontrollieren und zu optimieren.
Ganz besonders bewährt hat sich das erfindungsgemäße Meßverfahren
bei der Papierherstellung. Wenn sich der Ladungszustand des Papierbreis ungünstig verändert, bleibt nur ein
geringerer Teil der Naßzusätze am Papier haften und die Papierqualität und die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens
werden stark negativ beeinflußt. Es wurde zwar auch bisher das Siebwasser untersucht, und, wenn die Konzentration
anstieg, durch Zugabe von Retentionsmitteln eine bessere Retention angestrebt,jedoch war diese Regelung ungenau,
langsam und aufwendig. Insbesondere ließen sich an einer größeren Maschine keine wirtschaftlich tragbaren Versuche
anstellen. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein relevanter, eindeutiger Zahlwert erhalten und es läßt sich
Le A 18 309 - 4 -
909816/0362
27A6179
die Abhängigkeit des Ladungszustandes der Suspension von Ausgangsparametern verhältnismäßig leicht und schnell
untersuchen. Es ist im Betrieb nicht zu vermeiden, daß manche Werte der Ausgangsstoffe in unbekannter Weise
schwanken. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann der Fachmann aus dem Meßstreifen erkennen, ob sich die Bedingungen
allmählich verändern oder ob durch eine vorübergehende Störung die Qualität nachgelassen hat.
Insbesondere ist auch die Richtung der Abweichung sofort zu erkennen, was bei einer Prüfung des Produktes oder der
Nebenprodukte, beispielsweise aus der Messung der nicht adsorbierten Polymermenge im Abwasser, meist nicht erkennbar
ist.
Die Ermittlung des für ein System optimalen Spannungswertes muß durch Versuche festgestellt werden. Laborversuche
werden durch das erfindungsgemäße Verfahren nicht überflüssig.
Aber auch im Labor kann das erfindungsgemäße Verfahren sehr günstig eingesetzt werden. Weil Retentionsund
Flockungsvorgänge sehr komplex sind, ist es vorteilhaft, wenn durch die Schnelligkeit der Meßmethode viele
Meßreihen mit verschiedenen Parametervariationen erhalten werden können. Besonders die Anfahrvorgänge, bei denen
häufig die Produktqualität schlechter ist, lassen sich abkürzen. Das erfindungsgemäße Verfahren ist zur Produktionskontrolle
bei der Papierherstellung, insbesondere für Laminat- und Etikettenpapier geeignet. Auch bei hohen
Elektrolytgehalten (z.B. Alaun) ist ein verläßliche Steuerung prinzipiell möglich.
Die kontinuierliche Messung des Vibrationspotentials ist auch bei der Abwasserbehandlung sinnvoll und hilfreich.
Es hat sich gezeigt, daß mit dem erfindungsgemäßen Ver-
Le A 18 3O9 - 5 -
909816/0362
fahren sehr rasch erkannt werden kann, warum sich die Abwasserqualität ändert und weshalb andere Hilfsstoffe,
insbesondere Flockungsmittel, zugegeben werden müssen oder warum die Zudosierung verändert werden muß.
Die Meßzelle muß auf den Ultraschallgenerator abgestimmt sein. Sie muß hinreichend groß sein, um das Ultraschallfeld
nicht zu sehr zu beeinflussen. Die Elektroden müssen diagonal gegenüber in den Scheitelpunkten der Schallkeulen
angeordnet sein, um maximale Empfangsspannungen zu erhalten. Der Abstand der Elektrode beträgt ein
ungeradzahlig Vielfaches der halben Ultraschall-Wellenlänge in der Flüssigkeit. Die Beschallung soll im Fernfeld
des gepulsten Ultraschallsenders vorgenommen werden, was eine entsprechende Vorlaufstrecke erforderlich macht.
Hierdurch vermeidet man eine überlagerung im Empfangsteil von elektromagnetischer HF-Einstreuung und dem Meßsignal.
Das Meßsignal ist im wesentlichen proportional zum Zetapotential.
Es ist vorteilhaft, wenn die Meßzelle von einem Teilstrom der zu untersuchenden Suspension kontinuierlich durchflossen
wird. Im wesentlichen äqivalent ist es aber auch, wenn in Intervallen Proben entnommen werden und diskrete
Messungen durchgeführt werden. Die Taktzeit ist dabei hauptsächlich durch den Füll- und Entleervorgang der Zelle bestimmt.
Auch aus einer diskreten Schar von Meßpunkten kann das für die Steuerung der Hilfsmittelzugabe erforderliche Signal
abgeleitet werden.
Le A 18 309 - 6 -
9098 16/036?
Neben der Schnelligkeit der Messung ist von besonderem praktischen Nutzen der größere Meßbereich bei dem erfindungsgemäßen
Verfahren. Die Teilchen können beliebig geformt sein und in einem Größenbereich von ca. 0,1 ,um
bis zu 2 mm liegen. Die Feststoffkonzentration kann
zwischen sehr kleinen Werten und ca. 1 % variieren. Das Vibrationspotential läßt sich auch an Polyelektrolyten
messen, wodurch eine schnelle Produkteinstufung, bezüglich "Ladungscharakter" möglich ist. Bereits im
Labor lassen sich an Praxissystemen zeit- und kostensparende Vorversuche durchführen.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist das Vorzeichen
des elektrokinetischen Potentials nicht sofort erkennbar. Es ist aber möglich, durch den Gang bei Zugabe von
Hilfsmitteln, deren Wirkung bekannt ist, das Vorzeichen
zu ermitteln. Schwierigkeiten in der Vorzeichenermittlung können bei kleinen Werten (unter 30,uV) auftreten.
Es hat sich jedoch bisher gezeint, daß insbesondere bei der Papierproduktion
bei optimalen Verhältnissen meistens Werte über 1OO,uV vorkommen.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist in der Zeichnung beispielhaft dargestellt und wird im folgenden
näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 Meßzelle (diskontinuierlich arbeitend) von vorn, Fig. 2 Meßzelle (diskontinuierlich arbeitend) von der Seite,
Fig. 3 Blockschaltbild der Meßapparatur, Fig. 4 Zusammenhang zwischen Strömungspotential,
Vibrationspotential und Gehalt an Retentionsmittel in einer Zellstoffsuspension.
Le A 18 3O9 - 7 -
909816/0362
ORIGINAL INSPECTED
P 27 ^6 179*6 . ^" Anlage zu unsepe» ££Λ£φ£ vom
25. November \φΐΊ (Hö/RBg)
Ar
m6179
Fig. 5 Abhängigkeit des Aschegehaltes vom Vibrationspotential bei Laminatpapier,
Fig. 6 Abhängigkeit der NaßreiQlänge vom Vibrationspotential bei Laminatpapier.
Die Meßzelle 1 hat zylindrische Form. Die Mantelfläche besteht aus Plexiglas, Boden und Deckel 3 aus Mylar-Folie.
Der Durchmesser beträgt 15O mm, der Zylindermantel ist
etwa 35 mm hoch. Die Zelle in diesem Beispiel ist nicht in eine Papiermaschine integiert, sondern in eine Extraapparatur
eingebaut. Füllung und Entleerung der Zelle 1 erfolgt über die Öffnungen 4 und 5 und dauert etwa 3O Sek.
Die Zelle wird nur zu etwa zwei Dritteln gefüllt. Zwei besonders isolierte Platindrähte 6 mit eir.em Durchmesser von
0,26 mm tauchen in die Suspension ein. Ihr Abstand beträgt ca. 3 mm, er ist auf die Wellenlänge des Ultraschalls
in der Suspension abgestimmt. Am oberen Ende der Elektrodenhaltung 7 ist ein Impedanzwandler 8 eingebaut; das Meßsignal
wird über 9 zu nicht gezeichneten Signalverarbeitungsgeräten weiteraeleitet.
Die Meßzelle 1 befindet sich in einem mit Wasser gefüllten Tank 10. Der Ultraschallsender 12, ein Bariumtitanatkristall
von 50 mm Durchmesser, ist etwa 1,5 m von der Meßzelle antfernt. Seine Resonanzfrequenz liegt bei 200 kHz; die
Pulsdauer bei 1,2 msec. Die Welle benötigt etwa 2 msec vom Sender bis zur Zelle. Die erforderlichen Hilfsvorrichtungen
zur Justierung und zur Temperierung sind nicht gezeichnet.
In Figur 3 sind die erforderlichen elektronischen Geräten schematisch dargestellt. Der Fremienzgenerator 14
Le A 18 309 - 8 -
909816/0362
P 27 ^6 179»6 Anlage zu unserer Eingabe vom
25. November 1977 (Hö/RBg)
läßt sich auf die Resonanzfrequenz des Bariumtitanatkristalls 12 abstimmen. Das Ultraschallsignal
zwischen 100 und 800 kHz wird in 13 mit einem P.echteckduIs,der
in 11 erzeugt wird, amplitudenmoduliert und in 15 weiter verstärkt.
Die an den Platinelektroden auftretende sehr kleine Spannung, die dem Vibrationspotential proportional ist,
wird in einem Katodenfolgeverstärker 8 etwas verstärkt und impedanzgewandelt. Im Differenzbildner (Transformer) 17 wird daraus das Differenzsignal gebildet.
Dieses "untergrundarme" pulsmodulierte Signal wird im Verstärker 18 um einen Faktor 10 bis 10 verstärkt und
auf einem Oszillografen 19 angezeigt. Der Trigger 16 dient
zur Synchronisation von Ultraschall-Erzeugung und Signal-EmDfana.
Mit einer solchen Apparatur aufgenommene Zusammenhänge des Aschegehaltes und der Naßreißlänge bei der Zugabe
von Retentionsmitteln ist in den Figuren 5 und 6 dargestellt. Die Suspension besteht hauptsächlich aus Zellstoff,
Titandioxyd und Naßfestmitteln bzw. Retentionsmitteln und ist nahezu identisch mit dem Papierbrei bei der Laminatpapierherstellung.
Bei diesem System ist bekannt, daß es nur schwer zu stabilisieren ist, d.h. es dauert Stunden bis gleichbleibende
Werte bezgl. Retention, Opazität und Naßreißlänge erhalten werden. Bei dem relativ hohen Einsatz an Naßfest-
bzw. Retentionsmitteln und an Titandioxid bedeutet eine lange Anfahrzeit hohe Unkosten. Durch Steuerung über
kontinuierliche Zetapotentialmessung lassen sich diese Zeiten
deutlich verkürzen.
Le A 18 309 - 9 -
809816/0362
In Figur 4 ist auf der Ordinate das Potential in mV auf der Abzisse die zugegebene Menge an Retentionsmittel
(bezgl. Feststoffanteil) aufgetragen. Der Vergleich zwischen
der Strömungspotential-Messung und der Vibrationspotential-Messung soll zeigen, daß beide Methoden gleichwertige
Aussagen über den Ladungszustand der Suspension liefern, sofern man an dem gleichen System mißt. Die Vibrationspotential- Methode dagegen erlaubt eine viel schnellere,
eine kontinuierliche und eine variablere (bezgl. Teilchengröße und Stoffkonzentration) Kontrolle der Produktion
Die Suspension war wieder einem Papierbrei bei der Laminatpapierherstellung
nachgebildet mit einem Gehalt von ca. 40 % Titandioxyd bzw. Fasergewicht; die Stoffdichte der
(Si Fasern betrug 0,25 %. Das Retentionsmittel war ^ Nadavin LT.
Es ist auf der Abzisse in Gew.-% angegeben.
In Figur 5 ist der Aschegehalt A in % in Abhängigkeit vom Vibrationspotential in.uV dargestellt.
In Figur 6 ist die Naßreißlänge N in Metern in Abhängigkeit vom Vibrationspotenial in,uV dargestellt.
Vom fertigen Papier wird eine Naßreißlänge von mindestens 500 m verlangt. Der Aschegehalt des Papiers und die Opazität
sollen möglichst groß sein. Der optimale Bereich liegt für das angegebene Beispiel zwischen 500 und 750 .uV.
Ein "Wegkipppen" des Systems führt zu großen Verlusten durch schlechte Ausschußware. Eine Kontrolle des Systems
mit einer schnellen und kontinuierlichen Zetapotential-Messung ist aber nicht nur für die Anfahrzeit, sondern
auch für die laufende überwachung äußerst nützlich.
Le A 18 309 - 10 -
909816/0362
^ / 4b I 7
An diesem Beispiel können die Einsparungen,die durch den
Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens erzielbar sind,
eindrucksvoll nachgewiesen werden. Das Anfahren einer Papiermaschine verkürzt sich, wenn gleichzeitig das
Vibrationspotential gemessen wird, auf etwa 1 Stunde. Dabei werden ca. 3/4 t Auschuß produziert. Berücksichtigt
man, daß die Anfahrzeit bisher zwischen 1,5 und 4 Stunden schwankte und die Maschine 15 bis 30 mal im Jahr angefahren
werden mußte, so ergeben sich Einsparungen von über 100.000 DM.
Le A 18 309 -11-
909816/0362
Claims (7)
1.)Verfahren zur Messung des Ladungszustandes von Suspensionen
und zur Steuerung der Zugabe von Hilfsmitteln zur Suspension, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der
Suspension in einer Meßzelle einem Ultraschallfeld ausgesetzt wird, wobei in die Zelle zwei Elektroden hineinragen,
deren Abstand ein ungeradzahlig Vielfaches der halben Wellenlänge der UltraschallweJIe ist und,daß
die an den Elektroden auftretende Spannung zur Steuerung der Hilfsmittelzugabe herangezogen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, es zur Steuerung der Zugabe von Retentionsmitteln zu
Fasersuspensionen eingesetzt wird.
3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zellstoffsuspension auch Füllstoffe und/oder
Pigmente und/oder Farbstoffe enthalten sind.
4. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß beim Anfahren von Papiermaschinen und zur Produkttionskontrolle
in der Papierherstellung das Vibrationspotential kontinuierlich oder in Intervallen gemessen
wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vibrationspotential zur Steuerung der Zugabe von
Flockungsmitteln eingesetzt wird.
6. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, das es bei der Abwasserbehandlung eingesetzt wird.
Le A 18 309 - 12 -
909816/0362
7. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Suspension in der Meßzelle verdünnt wird.
-I-
Le A 18 309 - 13 -
909816/0362
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19772746179 DE2746179A1 (de) | 1977-10-14 | 1977-10-14 | Verfahren zur messung des ladungszustandes von suspensionen und zur steuerung der zugabe von hilfsmitteln zu suspensionen |
| US06/136,188 US4294656A (en) | 1977-10-14 | 1980-04-01 | Process for measuring the state of charge of suspensions and for controlling the addition of auxiliary agents to the suspensions |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19772746179 DE2746179A1 (de) | 1977-10-14 | 1977-10-14 | Verfahren zur messung des ladungszustandes von suspensionen und zur steuerung der zugabe von hilfsmitteln zu suspensionen |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2746179A1 true DE2746179A1 (de) | 1979-04-19 |
Family
ID=6021421
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19772746179 Withdrawn DE2746179A1 (de) | 1977-10-14 | 1977-10-14 | Verfahren zur messung des ladungszustandes von suspensionen und zur steuerung der zugabe von hilfsmitteln zu suspensionen |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4294656A (de) |
| DE (1) | DE2746179A1 (de) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1987002396A1 (en) * | 1985-10-18 | 1987-04-23 | Miami University | Papermaking process |
| CN105489361A (zh) * | 2015-12-04 | 2016-04-13 | 国家电网公司 | Gis用电子式电流电压组合互感器 |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4497208A (en) * | 1983-06-23 | 1985-02-05 | Matec, Inc. | Measurement of electro-kinetic properties of a solution |
| US4552019A (en) * | 1984-05-21 | 1985-11-12 | Dorr-Oliver, Incorporated | Method and apparatus for measuring a colloidal potential |
| US4602989A (en) * | 1985-09-17 | 1986-07-29 | Dorr-Oliver Incorporated | Method and apparatus for determining the zeta potential of colloidal particles |
| JPS6325546A (ja) * | 1986-06-27 | 1988-02-03 | ペン ケム インコ−ポレイテツド | コロイド分析器 |
| GB9109995D0 (en) * | 1991-05-09 | 1991-07-03 | Alberta Oil Sands Tech | Method for determining the wetting preference of particulate solids in a multiphase liquid system |
| DE4237309A1 (de) * | 1992-11-05 | 1993-04-08 | Voith Gmbh J M | |
| US6114171A (en) * | 1997-10-20 | 2000-09-05 | Westvaco Corporation | Additive management system |
| US6176974B1 (en) * | 1997-12-22 | 2001-01-23 | International Paper Company | Method for determining electrokinetic properties of papermaking furnish |
| DE10022110B4 (de) * | 2000-05-08 | 2007-10-25 | Dieter Ronnenberg | Beeinflussung eines Bahneigenschafts-Profiles mittels mindestens eines Schallfeldes |
| FI20025023A (fi) * | 2001-08-21 | 2003-02-22 | Liqum Oy | Menetelmä paperi- tai selluprosessissa massa- ja kiertovesijärjestelmän kemiallisen tilan hallitsemiseksi |
| US6584860B1 (en) * | 2002-01-14 | 2003-07-01 | Murray F. Feller | Flow probe insertion gauge |
| US7976250B2 (en) * | 2009-02-12 | 2011-07-12 | Tdy Industries, Inc. | Double-sided cutting inserts for high feed milling |
| FR3013121B1 (fr) * | 2013-11-13 | 2016-10-14 | Cordouan Tech | Dispositif de caracterisation du potentiel electroacoustique d'une solution |
| US11130686B2 (en) * | 2017-01-10 | 2021-09-28 | Vermeer Manufacturing Company | Systems and methods for dosing slurries to remove suspended solids |
| WO2020013870A1 (en) | 2018-07-10 | 2020-01-16 | Vermeer Manufacturing Company | Systems and methods for dewatering slurries |
| WO2020013818A1 (en) * | 2018-07-10 | 2020-01-16 | Vermeer Manufacturing Company | Systems and methods for dewatering slurries |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3576713A (en) * | 1969-07-10 | 1971-04-27 | Cpc International Inc | Process for determining ionic character of a paper mass in a papermaking process |
-
1977
- 1977-10-14 DE DE19772746179 patent/DE2746179A1/de not_active Withdrawn
-
1980
- 1980-04-01 US US06/136,188 patent/US4294656A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1987002396A1 (en) * | 1985-10-18 | 1987-04-23 | Miami University | Papermaking process |
| CN105489361A (zh) * | 2015-12-04 | 2016-04-13 | 国家电网公司 | Gis用电子式电流电压组合互感器 |
| CN105489361B (zh) * | 2015-12-04 | 2018-08-03 | 国家电网公司 | Gis用电子式电流电压组合互感器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4294656A (en) | 1981-10-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE2746179A1 (de) | Verfahren zur messung des ladungszustandes von suspensionen und zur steuerung der zugabe von hilfsmitteln zu suspensionen | |
| DE69628389T2 (de) | Apparat zur Behandlung von Teilchen durch akustische Strahlung | |
| DE69433111T2 (de) | Messung der teilchengrösse und -ladung in mehrkomponenten-kolloiden | |
| DE3043814A1 (de) | Teilchenerfassungsvorrichtung und -verfahren | |
| EP0856731A2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Grössenverteilung von verschiedenartigen Partikeln in einer Probe | |
| DE2214191B2 (de) | Verfahren zum Bestimmen der Faserorientierung in Papier mit Hilfe vom Papier reflektierten Lichts | |
| EP1949095A2 (de) | Vorrichtung zur messung eines strömungspotentials an einer feststoffe enthaltenden flüssigkeit | |
| DE1573906A1 (de) | Einrichtung fuer zerstoerungsfreie Werkstoff-Pruefungen nach der Wirbelstrommethode | |
| EP1759180A1 (de) | Verfahren und einrichtung zur absorptionsspektroskopie | |
| DE19757785A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Vermessung und Kalibrierung von Laser-Pinzetten | |
| DE2621217C2 (de) | ||
| DE3325843C2 (de) | ||
| DE2166950B2 (de) | Verfahren zum Überwachen und Messen von Titerschwankungen eines synthetischen Filamentgarnes | |
| EP1889033A1 (de) | VERFAHREN ZUR BESTIMMUNG DER LEIMUNGSMITTELKONZENTRATION, DER TEILCHENGRÖßE UND DER TEILCHENGRÖßENVERTEILUNG VON LEIMUNGSMITTELN IN EINEM PAPIERSTOFF | |
| EP1079203A1 (de) | Kapazitive Überwachung des Leimauftrags auf ein Substrat mit der komplexen Permittivität | |
| DE69214471T2 (de) | Vorrichtung und Verfahren zum Messen einer Probe | |
| DE2116782C3 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung des Volumens pro Längeneinheit von fadenförmigen Erzeugnissen der Textilindustrie | |
| DE3909851C2 (de) | ||
| CH666125A5 (de) | Verfahren und vorrichtung zur mindestens naeherungsweisen bestimmung des querschnitts von langgestrecktem pruefgut. | |
| DE3779621T2 (de) | Verfahren und vorrichtung zur ueberwachung von kleinen pikverschiebungen in einem frequenzspektrum. | |
| DE19745807A1 (de) | Magnetkugel-Mikrorheometer | |
| DE112021000530T5 (de) | Vorrichtung und Verfahren zum Messen einer in einem Rohrfraktionator strömenden Suspension | |
| EP0009187A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Messen der Feuchte von flächenförmigen Proben durch Absorption von Mikrowellen | |
| DE19983998B4 (de) | Vorrichtung zur elektrooptischen Zellanalyse in einer Suspension und Verfahren zur Durchführung der Analyse | |
| DE3325860C2 (de) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OD | Request for examination | ||
| 8130 | Withdrawal |