28./29.10.2010 | Fachgebiet Papierfabrikation | Samuel Schabel | 1 Herstellung von Papier aus Altpapier BfR Verbraucherschutzforum Samuel Schabel Technische Universität Darmstadt
28./29.10.2010 | Fachgebiet Papierfabrikation | Samuel Schabel | 1
Herstellung von Papier aus Altpapier
BfR Verbraucherschutzforum
Samuel Schabel
Technische Universität Darmstadt
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3D-Ansicht Stora Enso Deinkinganlage Werk Sachsen
Pulping
Pre-Screening
Pre- and Post-
Flotation
Source: Picture by Andritz
Fine-Screening
Cleaning
1st Dewatering
Dispersion +
Bleaching
Water
Cleaning
2nd Dewatering
+ Bleaching
SludgeDewatering
Reject
Handling
ChemicalSystem
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Stora Enso Werk Sachsen Prozess
Schema einer Papierfabrik
Quelle: StoraEnso, Eilenburg
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Stoffaufbereitung für OCC
Source: Picture by Andritz
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Trennprozess nach Größe: Sortierung
Source: Picture by Andritz
Quelle: Voith Paper
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Trennprozess für hydrophobe Partikel: Flotation
Quelle: Voith Paper
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0
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Verlust
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Aufbau White Lined Chipboard (WLC)
4-Layer
5-Layer
Underlayer Top Line C, (100% ONP/OMG)
Middle Layer Line B, (100% MWP/OCC)
Back Layer Line C, (100% ONP/OMG)
Underlayer Top Line B, (100% MWP/OCC)
Top Layer Line A, (70% LBKP/ 30% NBKP)
Underlayer Top Line C, (100% ONP/OMG)
Middle Layer Line B, SF (100% MWP/OCC)
Back Layer Line B, LF (100% MWP/OCC)
Top Layer Line A, (70% LBKP/ 30%NBKP)
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PM Loop
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Spritzwasser
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Schlamm-behandlung
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LFLoop Stoffaufbereitung
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Stoffaubereitungssystem mit Doppelfraktionierung
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� Components of natural raw materials
� Chemical additives for paper production
� Substances for paper processing
(printing inks, adhesives, lacquers, plastic foil etc.)
� Erroneous disposal during recovered paper collection
Possible sources of undesired ingredients in recovered paper
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� Path of heavy metals in recovered paper processing
AiF-project, 1991
� Undesired substances in papers made from primary and
secondary fibres
INFOR-project, 1992
� Investigations on the possible formation of aromatic amines during
reductive bleaching of recovered paper
INGEDE-project, 1997 (in cooperation with ISEGA, D-Aschaffenburg)
� Minimisation of undesired substances with simultaneous quality
improvement of recycled pulp by application of flotation technology in
the production of packaging paper and board
AiF-project, 1998
Research on undesired substances at PMV, TU Darmstadt (I)
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� Composition and quality of recovered paper depending on
regional and seasonal collection
AiF-project, 2000
� Balancing of undesired organic substances
AiF-project, 2001
� Use of secondary raw materials for the production of food
packaging material – Minimisation of contaminants in paper
BMBF-project, 2002
(in cooperation with Fraunhofer Institut Verfahrenstechnik und Verpackung IVV)
� Accumulation of undesired constituents in the recovered paper-
new paper-circuit
INFOR-project, 2005
Research on undesired substances at PMV, TU Darmstadt (II)
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EEffffeecctt oonn
PPrroocceessss--lleevveell DDIIPPNN--ccoonncceennttrraattiioonn PPCCPP--ccoonncceennttrraattiioonn
ppuurriiffiiccaattiioonn,, ssoorrttiinngg rreedduuccttiioonn bbyy 22 %% -- 55 %% rreedduuccttiioonn bbyy 22 %% -- 55 %%
ffrraaccttiioonniinngg
aaccccuummuullaattiioonn iinn sshhoorrtt ffiibbrree--ffrraaccttiioonn bbyy 2255 %%
rreedduuccttiioonn iinn lloonngg ffiibbrree--ffrraaccttiioonn bbyy 2255 %%
nnoo eeffffeecctt
ddiissppeerrssiioonn nnoo eeffffeecctt nnoo eeffffeecctt
rreeffiinniinngg nnoo eeffffeecctt nnoo eeffffeecctt
FFlloottaattiioonn--ddeeiinnkkiinngg rreedduuccttiioonn bbyy 6655 %%
rreedduuccttiioonn bbyy 2255 %% -- 3300 %%
PPrroocceessss wwaatteerr ttrreeaattmmeenntt wwiitthh ddiissssoollvveedd aaiirr fflloottaattiioonn ((DDAAFF))
DDIIPPNN--ccoonncceennttrraattiioonn iinn cclleeaarr wwaatteerr:: << 00,,0022 mmgg//ll
PPCCPP--ccoonncceennttrraattiioonn iinn cclleeaarr wwaatteerr:: << 00,,000055 mmgg//ll
Effect on different process-levels on the concentration of DIPN and PCP in the recovered paper
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PPrroocceessss MMaatttteerr
EEffffeecctt oonn
DDIIPPNN--ccoonncceennttrraattiioonn PPhhtthhaallaattee
ccoonncceennttrraattiioonn
FFlloottaattiioonn
((ssiinnggllee ssttaaggee))
GGrreeyy bbooaarrdd rreedduuccttiioonn bbyy 4411 %% rreedduuccttiioonn bbyy 6600 %%
FFoollddiinngg bbooxx bbooaarrdd rreedduuccttiioonn bbyy 5588 %% rreedduuccttiioonn bbyy 6633 %%
NNeewwsspprriinntt ppaappeerr rreedduuccttiioonn bbyy 5566 %% rreedduuccttiioonn bbyy 3399 %%
SSCC ppaappeerr rreedduuccttiioonn bbyy 8899 %% rreedduuccttiioonn bbyy 4455 %%
MMiixxeedd ssaammppllee NNoo rreedduuccttiioonn rreedduuccttiioonn bbyy 3344 %%
Investigations in the PMV laboratory by means of the IfP flotation cell
Use of secondary raw materials for food packagingsResults BMBF-project (IVV Freising + PMV), 2002
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Use of secondary raw materials for food packagingsResults BMBF-project (IVV Freising + PMV), 2002
Investigations in the PMV laboratory by means of the IfP flotation cell and a Degussa-Labor-Washing cell
PPrroocceessss MMaatttteerr
EEffffeecctt oonn
DDIIPPNN--
ccoonncceennttrraattiioonn PPhhtthhaallaattee
ccoonncceennttrraattiioonn PPCCPP--
ccoonncceennttrraattiioonn
DDeeiinnkkiinngg iinn
ccoommbbiinnaattiioonn
FFlloottaattiioonn
((ssiinnggllee ssttaaggee))
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ssuubbsseeqquueenntt
WWaasshhiinngg
NNeewwsspprriinntt ppaappeerr
rreedduuccttiioonn bbyy 9933 %% rreedduuccttiioonn bbyy 7711 %% ____________
SSCC ppaappeerr rreedduuccttiioonn bbyy 8800 %% rreedduuccttiioonn bbyy 8800 %% rreedduuccttiioonn bbyy 4411 %%
CCoorrrruuggaatteedd bbooaarrdd rreedduuccttiioonn bbyy 7755 %% rreedduuccttiioonn bbyy 7766 %% rreedduuccttiioonn bbyy 2277 %%
FFoollddiinngg bbooxx bbooaarrdd rreedduuccttiioonn bbyy 7766 %% rreedduuccttiioonn bbyy 5588 %% ____________
TTiissssuuee rreedduuccttiioonn bbyy 8877 %% rreedduuccttiioonn bbyy 7722 %% rreedduuccttiioonn bbyy 9933 %%
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0
200
400
600
800
1000
1200
1400
Unfractionated R30 R50 R100 R200
SV
OC
Co
nte
nt /
µg
/gs
olid
Fraction of the Haindl-McNett-Classifier
Mixed papers and boards Supermarket corrugated paper and board ONP OMG
� Highest SVOC concentration in the unclassed suspension
� SVOC concentration in R200-fraction 2 to 3 times higher than in R30, R50 and R100 fraction, but clearly lower than in the unclassed suspension => the D200 fraction must have the highest SVOC concentration
Mögliche Lösungsansätze:SVOC-Gehalt nach Partikelgröße
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Zusammenfassung
� Papierrecycling ist ein wichtiges Element für einen nachhaltigen Umgang mit der Ressource.
� Mit den bekannten Technologien sind Entfrachtungsraten für flüchtige organische Substanzen bis etwa 80 % möglich. Darunter sind die am besten geeigneten Verfahren Flotation und Wäsche, jeweils verbunden mit entsprechendem Stoffaustrag und Ausbeuteverlusten von bis über 40 %.
� Prozesse für die Herstellung von Verpackungspapier bzw. Karton verfügen üblicherweise nicht über solche Trennprozesse.
� Für die Entwicklung von „besseren“ Entfrachtungsprozessen und geeigneten Verwertungswegen sind F&E-Aktivitäten erforderlich.
� Wünschenswert (notwendig) ist die Vermeidung des Eintrags von Stoffen, die das Papierrecycling stören bzw. behindern.
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Danke!
Samuel SchabelTechnische Universität DarmstadtFachgebiet Papierfabrikation und Mechanische VerfahrenstechnikAlexanderstr. 8D-64283 Darmstadt, Germany+49 6151 [email protected]