Hoe het waterverbruik bij de papierproductie kan worden verminderd

In Europa wordt 40% van al het zoetwater verbruikt door de industrie. Naast de voedingsmiddelen-, chemische, primaire metaal- en geraffineerde aardolie-industrie is de papierindustrie een van de grootste waterverbruikers. In Slovenië en Zweden is de papierindustrie zelfs de grootste afnemer van industrieel water.
In de afgelopen tien jaar zijn de waterkosten in sommige gebieden meer dan verdubbeld, waardoor de papierindustrie deze uitgaven kritisch onder de loep heeft genomen. Wanneer de kosten voor afvalwaterafvoer worden meegerekend, is het verschil nog groter.

Slijtage aan sproeikoppen betekent waterverspilling

Sproeikoppen vormen het hart van alle toepassingen waarbij water wordt gebruikt in de hele fabriek . Deze ogenschijnlijk eenvoudige onderdelen hebben een aanzienlijke invloed op de prestaties en de bedrijfskosten bij bevochtiging, reiniging, smering, randafsnijden, bleken, afrollen, lijmen en tientallen andere toepassingen.
Naarmate sproeikoppen slijten, worden hun openingen groter en neemt bij een gegeven druk het debiet toe. Zelfs lichte slijtage aan sproeikoppen die visueel niet waarneembaar is, kan zeer verspillend zijn en jaarlijks tienduizenden, soms honderdduizenden dollars aan hogere bedrijfskosten met zich meebrengen.

Versleten sproeikoppen die meer sproeien dan de capaciteit toelaat, verspillen meer dan alleen water: de elektriciteitskosten stijgen door overmatig pompgebruik, en laten we de kosten voor het verbruik van chemicaliën niet over het hoofd zien; ook deze zullen stijgen. Hieronder volgen slechts twee voorbeelden die illustreren hoe snel de kosten kunnen oplopen.

Voorbeeld 1. Verhoogde bedrijfskosten door sproeiers in de drogersectie

Eén douche met 70 sproeikoppen die een lossingsmiddel op droogvilt sproeien.

Daarom zou elke faciliteit met zes douches in het droge gedeelte te maken krijgen met een kostenstijging van bijna € 50.000 per jaar.

Voorbeeld 2. Uitval van een douche leidt tot hogere exploitatiekosten

Eén douche met 72 sproeikoppen in het droge gedeelte van een perssectie die 15% boven de capaciteit draait vanwege versleten sproeikoppen.

In een fabriek met tien douches loopt het jaarlijks verspilde geld al snel op tot meer dan een half miljoen euro.

Manieren om het waterverbruik te verminderen:

1: Vervang versleten sproeikoppen regelmatig

Versleten sproeikoppen zijn een veelvoorkomend probleem in de pulp- en papierindustrie, grotendeels als gevolg van de gebruikte chemicaliën en het water. Veel fabrieken vervangen hun sproeikoppen jaarlijks. Afhankelijk van het aantal en het type sproeiwerkzaamheden kunnen de kosten van vervangende sproeikoppen echter veel lager zijn dan de kosten van verspild water – zelfs als de sproeikoppen slechts voor 15 tot 20% versleten zijn.

Onderhoudschecklist voor sproeikoppen

❏ DEBIET – PER SPROEIKOP

Centrifugaalpompen: Houd de waarden van de debietmeter in de gaten om stijgingen te detecteren, of vang de nevel van de sproeikop gedurende een bepaalde tijd bij een specifieke druk op en meet deze. Vergelijk deze waarden vervolgens met de debieten die in de catalogus van de fabrikant staan vermeld of vergelijk ze met de debietwaarden van nieuwe, ongebruikte sproeikoppen.
Verdringingspompen: Controleer de druk in de vloeistofleiding op dalingen; het debiet blijft constant.

❏ SPROEIDRUK

In sproeikopverdeelstukken Centrifugaalpompen: Controleer op toenames in het volume van de verstoven vloeistof. (De sproeidruk blijft waarschijnlijk gelijk.)
Verplaatsingspompen: Controleer de manometer op drukdalingen en een verminderde impact op de besproeide oppervlakken. (Het volume van de verstoven vloeistof blijft waarschijnlijk gelijk). Controleer ook op drukstijgingen als gevolg van verstopte spuitdoppen. Controleer visueel of er veranderingen zijn in de spuitdekking.

❏ DRUPPELGROOTTE

Controleer de toepassingsresultaten op veranderingen. Een toename van de druppelgrootte is bij de meeste toepassingen niet visueel waarneembaar. Een toename van het debiet of een afname van de spuitdruk heeft invloed op de druppelgrootte.

❏ IMPACT

Controleer de toepassingsresultaten op voortijdige slijtage van het weefsel en/of kwaliteitsproblemen met het papier. Dit kan wijzen op een toename van de impact die niet visueel kan worden vastgesteld.

❏ SPROEIPATROON

Inspecteer elke sproeikop visueel op veranderingen in de uniformiteit van het sproeipatroon. Controleer de sproeihoek met een gradenboog. Meet de breedte van het sproeipatroon op het besproeide oppervlak.

2: Verander het materiaal van de sproeikop om de levensduur te verlengen en optimale prestaties te garanderen

Sproeikoppen van hardere materialen gaan over het algemeen langer mee. Naast standaardmaterialen zoals messing en roestvrij staal zijn er vaak duurzamere sproeikoppen verkrijgbaar van speciale materialen, hardmetalen of met ruby-openingen.
Sproeikoppen met een opening van synthetische robijn worden vaak gebruikt voor het afsnijden van banen, omdat ze een superieure sproeiprecisie bieden voor een scherpe, strakke rand en tot 2000 keer meer slijtvastheid dan messing. Bovendien blijft de straal stabiel, zelfs in de vroege stadia van slijtage.

Veel douche-sproeikoppen met een volle straal zijn ook verkrijgbaar met ruby- of saffieropeningen. Door de integriteit van de straal langer op een hoog niveau te houden, worden de weefsels ook gedurende een langere periode beter gereinigd.

Figuur 2 toont standaard slijtvastheidsverhoudingen voor veel van deze materialen, zodat u kunt bepalen of u een verandering moet overwegen.

3: Verlaag de spuitdruk als de prestaties

Hoewel dit niet altijd mogelijk is, kan het verlagen van de druk (waardoor de vloeistofsnelheid door de spuitopening afneemt) helpen om de slijtage van de spuitopening te verminderen.

4: Gebruik zelfreinigende sproeikoppen of filters om de sproeikoppen te beschermen en slijtage te minimaliseren

In veel toepassingen worden slijtage en verstopping van de spuitopening veroorzaakt door vaste vuildeeltjes in de verstoven vloeistof. Dit komt met name vaak voor in systemen die gebruikmaken van continue recirculatie van het spuitwater. In een gemiddeld productieproces maakt het hergebruiken van water ongeveer 17 toepassingen mogelijk voordat het water moet worden afgevoerd, in tegenstelling tot één of twee toepassingen zonder recirculatie.

Zelfreinigende sproeikoppen hebben een zuigerontwerp. Wanneer de leidingdruk laag is, trekt de zuiger zich terug om vuil uit de opening van de sproeikop te verwijderen. Zelfreinigende sproeikoppen zijn ideaal voor gebruik in douches met een hoog gehalte aan vaste stoffen in het water en ook in papiermachines vanwege het compacte ontwerp.

Filters, of sproeikoppen met ingebouwde filters, vangen grotere deeltjes op en voorkomen dat vuil de opening van de sproeikop of de schoep binnendringt, waardoor slijtage aanzienlijk wordt verminderd.

5: Gebruik spuitpistolen in plaats van open slangen

Gebruik voor reinigingswerkzaamheden in de hele fabriek lagedrukspuitpistolen in plaats van open slangen. Dit kan het waterverbruik met 50% of meer verminderen. Ook zorgt ervoor dat het water alleen ‘aan’ staat wanneer het daadwerkelijk nodig is, wat verspilling aanzienlijk vermindert.

6: Automatiseer het reinigen van uw kisten en/of tanks

Tanks en vaten worden vaak handmatig gereinigd door medewerkers met slangen of door de tank of het vat meerdere keren te vullen en leeg te laten lopen. Afhankelijk van de grootte van het vat kunnen deze reinigingsmethoden bij elke reinigingsbeurt honderden liters water verbruiken.

Geautomatiseerde tankreinigingssystemen vormen een effectief alternatief voor handmatige reiniging. Sommige fabrieken melden een besparing van tot wel € 50.000 per jaar per voorraadtank, simpelweg door over te stappen op geautomatiseerde reiniging.

Clean-in-place (CIP)-systemen maken gebruik van sproeikoppen voor een gecontroleerde, grondige reiniging en spoeling. Andere opties zijn krachtige, vloeistofaangedreven of gemotoriseerde tankreinigers en geautomatiseerde kant-en-klare systemen. Naast het feit dat er aanzienlijk minder water wordt gebruikt dan bij handmatige en vul-/leegloopmethoden, biedt geautomatiseerde tankreiniging nog vele andere voordelen, zoals:

• Snellere, grondigere reiniging
• Minder gebruik van dure chemicaliën
• Lagere afvalkosten
• Verbeterde veiligheid voor werknemers
• Lagere arbeidskosten en minder stilstand door onderhoud.

Kant-en-klare systemen integreren pompen, sensoren, motoren en kleppen die zijn ontworpen om de prestaties van tankreinigingssproeiers te optimaliseren. De systemen kunnen worden uitgerust om reinigingsvloeistof in een gesloten circuit te recirculeren, waardoor een deel of het geheel van het water en de chemische reinigingsoplossingen kan worden hergebruikt.

Geoptimaliseerde sproeisystemen dragen bij aan een duurzame en winstgevende toekomst

Sproeikoppen zijn precisieonderdelen die zijn ontworpen om onder specifieke omstandigheden specifieke prestaties te leveren. Het feit dat een sproeikop sproeit, betekent nog niet dat deze optimaal functioneert.

Wanneer het besproeien en/of bevochtigen, coaten, reinigen en afsnijden van banen niet geoptimaliseerd zijn, wordt een waardevolle, natuurlijke hulpbron verspild; bovendien kunnen er tal van andere kostbare problemen optreden, zoals:

• Problemen met de kwaliteitscontrole
• Ongeplande productiestilstand
• Verhoogde onderhoudskosten
• Verhoogd verbruik van dure chemicaliën en elektriciteit

Om ervoor te zorgen dat uw systeem op maximale efficiëntie draait en geen water verspilt, kunt u beginnen met een audit van uw sproeisysteem. Een audit wordt doorgaans gratis aangeboden en kan enkele uren werk vergen.

De meeste deskundigen zijn het erover eens dat er maatregelen moeten worden genomen – en wel op grote schaal! – om ervoor te zorgen dat de wereld in de toekomst over voldoende veilig water beschikt. In het belang van toekomstige generaties is het van cruciaal belang dat waterbesparing niet wordt gezien als een onbelangrijke bijzaak. Neem gerust rechtstreeks contact met ons op als u meer wilt weten over hoe u het waterverbruik in uw fabriek kunt verminderen.