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NachhaltigkeitsTipp

Wie Sie den Wasserverbrauch bei der Papierherstellung reduzieren können


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Okt 20



In Europa werden 40% des gesamten Frischwassers von der Industrie verbraucht. Neben der Lebensmittel-, Chemie-, Primärmetall- und Erdölraffinerie ist die Papierindustrie einer der größten Wasserverbraucher. In Slowenien und Schweden ist die Papierindustrie sogar der größte Bezieher von Brauchwasser.
In den letzten zehn Jahren haben sich die Wasserkosten in einigen Bereichen mehr als verdoppelt, was die Papierindustrie dazu veranlasst, diese Ausgaben auf den Prüfstand zu stellen. Wenn man die Kosten für die Abwasserentsorgung mit einbezieht, sind sie sogar noch bedeutender.

Düsenverschleiß bedeutet Wasserverschwendung

Abbildung 1: Düsen, die bis zu 30 % verschlissen sind (rechts), zeigen keine sichtbaren Anzeichen von Verschleiß

Sprühdüsen sind das Herzstück aller Anwendungen, die Wasser in der Fabrik nutzen. Diese scheinbar einfachen Komponenten haben einen erheblichen Einfluss auf die Leistung und die Betriebskosten beim Befeuchten, Reinigen, Schmieren, Kantenbeschneiden, Bleichen, Abklopfen, Verkleben und Dutzenden anderer Anwendungen.
Wenn Sprühdüsen verschleißen, werden ihre Öffnungen größer und bei einem bestimmten Druck steigt die Durchflussmenge. Selbst ein geringer Düsenverschleiß, der visuell nicht zu erkennen ist, kann extrem verschwenderisch sein und zehn-, manchmal hunderttausende von Dollar jährlich an erhöhten Betriebskosten kosten.

Verschlissene Düsen, die über die Kapazität hinaus spritzen, verschwenden mehr als nur Wasser: Die Stromkosten steigen durch den übermäßigen Pumpenbetrieb, und nicht zu vergessen die Kosten für den Chemikalienverbrauch, auch diese steigen. Im Folgenden sind nur zwei Beispiele aufgeführt, die zeigen, wie schnell die Kosten steigen können.


Beispiel 1. Erhöhte Betriebskosten für eine Dusche im Trocknerbereich

Eine Dusche mit 70 Düsen, die ein Trennmittel auf den Trocknerfilz sprüht.

Neue Düsen 15% verschlissene Düsen
Wasser € 5,335 € 6,135
Chemikalien € 46,800 € 53,820
Elektrizität € 2,667 € 3,118
Gesamt € 54,802 € 63,073
Erhöhter Aufwand für eine Dusche € 8,271

Für eine Einrichtung mit sechs Duschen im Trockenbereich würden sich also die Kosten um fast € 50.000 pro Jahr erhöhen.


Beispiel 2. Erhöhte Betriebskosten für eine Dusche

Eine Dusche mit 72 Düsen im Trockenbereich einer Pressenpartie, die aufgrund verschlissener Düsen 15 % über der Kapazität arbeitet.

Zusätzlicher Wasserverbrauch jährlich 124.570.640,9 Liter
Erhöhte jährliche Kosten für Wasser und Strom für den Pumpenbetrieb einer Dusche € 65,156

In einer Einrichtung, die zehn Duschen betreibt, übersteigt die jährliche Geldverschwendung bald eine halbe Million Euro.


Möglichkeiten zur Reduzierung des Wasserverbrauchs:

1: Wechseln Sie verschlissene Sprühdüsen regelmäßig aus

Verschlissene Sprühdüsen sind ein häufiges Problem in der Zellstoff- und Papierherstellung, was vor allem auf die verwendeten Chemikalien und das Wasser zurückzuführen ist. Viele Fabriken tauschen ihre Sprühdüsen jährlich aus. Je nach Anzahl und Art der Sprühvorgänge können die Kosten für Ersatzdüsen jedoch weitaus geringer sein als die Kosten für verschwendetes Wasser - selbst wenn die Düsen nur 15 bis 20 % abgenutzt sind.

Checkliste für die Wartung von Sprühdüsen

❏ DURCHFLUSSMENGE - JEDE DÜSE

Zentrifugalpumpen: Überwachen Sie die Messwerte des Durchflussmessers, um Erhöhungen zu erkennen, oder sammeln und messen Sie den Sprühstrahl aus der Düse über einen bestimmten Zeitraum bei einem bestimmten Druck. Vergleichen Sie dann diese Messwerte mit den im Herstellerkatalog aufgeführten Durchflussraten oder vergleichen Sie sie mit Durchflussmesswerten von neuen, unbenutzten Düsen.
Verdrängerpumpen: Überwachen Sie den Druck in der Flüssigkeitsleitung auf Abfälle; die Durchflussrate bleibt konstant.

❏ SPRITZDRUCK

In Düsenverteilern Zentrifugalpumpen: Überwachen Sie die Flüssigkeitsmenge, die gespritzt wird, auf Zunahmen. (Der Sprühdruck wird wahrscheinlich gleich bleiben.)
Verdrängerpumpen: Überwachen Sie das Manometer auf Druckabfall und Verringerung des Aufpralls auf die besprühten Oberflächen. (Das gespritzte Flüssigkeitsvolumen bleibt wahrscheinlich gleich). Überwachen Sie außerdem den Druckanstieg aufgrund von verstopften Düsen. Überprüfen Sie visuell auf Veränderungen in der Sprühabdeckung.

❏ TROPFENGRÖSSE

Untersuchen Sie die Applikationsergebnisse auf Veränderungen. Eine Zunahme der Tropfengröße kann bei den meisten Anwendungen nicht visuell erkannt werden. Eine Erhöhung der Durchflussrate oder eine Verringerung des Sprühdrucks wirkt sich auf die Tropfengröße aus.

❏ AUSWIRKUNG

Untersuchen Sie die Anwendungsergebnisse auf vorzeitigen Verschleiß des Gewebes und/oder auf Probleme mit der Papierqualität. Dies kann auf eine Erhöhung der Schlagkraft hinweisen, die visuell nicht erkennbar ist.

❏ SPRÜHBILD

Untersuchen Sie jede Düse visuell auf Veränderungen in der Gleichmäßigkeit des Musters. Prüfen Sie den Sprühwinkel mit einem Winkelmesser. Messen Sie die Breite des Sprühmusters auf der besprühten Fläche.

2: Wechseln Sie das Düsenmaterial, um die Lebensdauer zu verlängern und eine optimale Leistung zu gewährleisten

Düsen aus härteren Materialien bieten im Allgemeinen eine längere Verschleißlebensdauer. Zusätzlich zu den Standardmaterialien wie Messing und Edelstahl sind haltbarere Sprühdüsen oft in Spezialmaterialien, Karbiden oder mit Rubinöffnungen erhältlich.
Düsen mit einer synthetischen Rubinöffnung werden häufig für den Bahnbeschnitt verwendet, da sie eine überlegene Sprühpräzision für eine scharfe, knackige Kante und eine bis zu 2000-mal höhere Verschleißfestigkeit als Messing bieten. Darüber hinaus bleibt der Strahl auch in den frühen Phasen des Verschleißes gleichmäßig.

Viele Vollstrahl-Duschdüsen sind auch mit Rubin- oder Saphir-Öffnungen erhältlich. Wenn der Strahl länger konstant bleibt, bedeutet dies auch eine bessere Reinigung der Textilien über einen längeren Zeitraum hinweg.

In Abbildung 2 finden Sie Standard-Abriebfestigkeitsverhältnisse für viele dieser Materialien, um Ihnen bei der Entscheidung zu helfen, ob Sie einen Wechsel in Betracht ziehen sollten.

Sprühdüse Material Widerstandsverhältnis
Aluminium 1
Messing 1
Polypropylen 1 – 2
Stahl 1.5 – 2
Monel® 2 – 3
Rostfreier Stahl 4 – 6
Hastelloy® 4 – 6
Gehärteter rostfreier Stahl 10 – 15
Stellit® 10 – 15
Siliziumkarbid (nitridgebunden) 90 – 130
Keramiken 90 – 200
Hartmetalle 180 – 250
Synthetischer Rubin oder Saphir 600 – 2,000
Abbildung 2: Ungefähre Abriebfestigkeitsverhältnisse

3: Verringern Sie den Spritzdruck, wenn die Leistung

Obwohl es nicht immer möglich ist, kann eine Verringerung des Drucks (wodurch die Geschwindigkeit der Flüssigkeit durch die Düse verlangsamt wird) dazu beitragen, die Abnutzungsrate der Düse zu verringern.

4: Verwenden Sie selbstreinigende Düsen oder Siebe, um die Düsen zu schützen und den Verschleiß zu minimieren

In vielen Anwendungen werden Verschleiß und Verstopfung der Düsen durch feste Schmutzpartikel in der gespritzten Flüssigkeit verursacht. Dies ist besonders häufig bei Systemen mit kontinuierlicher Sprühwasserrezirkulation der Fall. In einem durchschnittlichen Produktionsprozess ermöglicht die Wasserrückführung ca. 17 Verwendungen vor dem Ablassen, im Gegensatz zu ein oder zwei Verwendungen ohne Rückführung.

Selbstreinigende Düsen verfügen über eine kolbenartige Konstruktion. Wenn der Leitungsdruck niedrig ist, zieht sich der Kolben zurück, um Verunreinigungen aus der Düsenöffnung zu spülen. Selbstreinigende Düsen sind aufgrund der kompakten Bauweise ideal für den Einsatz in Duschen mit hohem Feststoffanteil im Wasser und auch in Papiermaschinen.

Schmutzfänger oder Düsen mit eingebauten Sieben fangen größere Partikel ab und verhindern, dass Schmutz in die Düsenöffnung oder das Leitblech eindringt und reduzieren so den Verschleiß erheblich.

Abbildung 4: T-Siebe verfügen über einen abnehmbaren Bodenstopfen, der ein vollständiges Herausziehen der Siebeinheit während der Reinigung ermöglicht. Bei einigen Modellen kann der untere Rohrstopfen durch einen Ablasshahn für die Schnellspülreinigung ersetzt werden

5: Verwenden Sie Spritzpistolen anstelle von offenen Schläuchen

Verwenden Sie für die Reinigung der gesamten Mühle Niederdruck-Spritzpistolen anstelle von offenen Schläuchen. Dies kann den Wasserverbrauch um 50% oder mehr reduzieren. Auch die Sicherstellung, dass Wasser nur dann "an" ist, wenn es tatsächlich benötigt wird, reduziert die Verschwendung erheblich.

6: Automatisieren Sie die Reinigung von Truhen und/oder Tanks

Tanks und Truhen werden oft manuell von mit Schläuchen ausgerüsteten Arbeitern gereinigt oder durch mehrmaliges Befüllen und Entleeren des Tanks oder der Truhe. Je nach Größe der Truhe können diese Reinigungsmethoden bei jeder Reinigung Hunderte von Litern Wasser verbrauchen.

Automatisierte Tankreinigungssysteme sind eine effektive Alternative zur manuellen Reinigung. Einige Fabriken haben berichtet, dass sie bis zu € 50.000 pro Jahr und Kasten einsparen können, indem sie einfach auf automatische Reinigung umstellen.

Clean-in-Place (CIP)-Systeme verwenden Sprühdüsen für eine kontrollierte, gründliche Reinigung und Spülung. Hochwirksame, flüssigkeitsbetriebene oder motorisierte Tankwaschanlagen und automatisierte schlüsselfertige Systeme sind weitere Optionen. Neben dem deutlich geringeren Wasserverbrauch im Vergleich zu manuellen und Füllen/Entleeren-Methoden bietet die automatisierte Tankreinigung viele weitere Vorteile wie

  • Schnellere, gründlichere Reinigung
  • Reduzierter Einsatz von teuren Chemikalien
  • Reduzierte Entsorgungskosten
  • Verbesserte Arbeitssicherheit
  • Reduzierte Arbeitskosten und Wartungsausfallzeiten.

Schlüsselfertige Systeme integrieren Pumpen, Sensoren, Motoren und Ventile, um die Leistung von Tankreinigungsdüsen zu optimieren. Die Systeme können so ausgestattet werden, dass die Reinigungsflüssigkeit in einem geschlossenen Kreislauf rezirkuliert, was die Wiederverwendung eines Teils oder des gesamten Wassers und der chemischen Reinigungslösungen ermöglicht.

Optimierte Sprühsysteme tragen zu einer nachhaltigen und profitablen Zukunft bei

Sprühdüsen sind Präzisionskomponenten, die entwickelt wurden, um eine bestimmte Leistung unter bestimmten Bedingungen zu erbringen. Nur weil eine Düse sprüht, bedeutet das nicht, dass sie optimal arbeitet.

Wenn Duschen und/oder Befeuchten, Beschichten, Reinigen und Bahnbeschneiden nicht optimiert sind, wird eine wertvolle, natürliche Ressource verbraucht; darüber hinaus können viele andere kostspielige Probleme auftreten, wie z.B:

  • Probleme bei der Qualitätskontrolle
  • Ungeplante Produktionsausfälle
  • Erhöhter Wartungsaufwand
  • Erhöhter Verbrauch von teuren Chemikalien und Strom

Um sicherzustellen, dass Ihr System mit maximaler Effizienz arbeitet und kein Wasser verschwendet, beginnen Sie mit einer Überprüfung Ihres Sprühsystems. Ein Audit wird in der Regel kostenlos angeboten und kann mehrere Stunden Arbeit erfordern.

Die meisten Experten sind sich einig: Um sicherzustellen, dass die Welt auch in Zukunft über genügend sauberes Wasser verfügt, muss gehandelt werden - und zwar aggressiv! Zum Wohle zukünftiger Generationen ist es zwingend notwendig, dass die Praxis des Wassersparens nicht als eine unwichtige Ablenkung betrachtet wird. Wenn Sie mehr darüber erfahren möchten, wie Sie den Wasserverbrauch in Ihrer Mühle reduzieren können, wenden Sie sich bitte direkt an uns.