BONDSTAR® – TEKNIK FÖR TORRSTYRKA

FÖRFATTARE:       NURI KERMAN  OCH  DAVID NOWAKOWSKI,  ACAT

I årtionden har torrstyrkemedel varit kända i pappersindustrin och dess litteratur. Det kan vara både naturliga och syntetiska produkter. Exempel är stärkelse eller produkter baserade på polymerer. ACATs BondStar® produkter är huvudsakligen baserade på polymerer och de verkar genom en interaktion mellan aldehyd och hydroxylgrupper. Styrkorna framkallas redan i presspartiet som sedan utvecklas i torkpartiet. De kraftfulla bindningarna stärker arkstrukturen och öppnar för nya möjligheter inom papperstillverkningen. BondStar® produkterna från ACAT har haft stora genombrott under de senaste åren.

Papperstillverkningen har snabbt förändrats och digitaliseringen är en pågående process. Den ökande andelen returfibrer och minskande andelen färskfiber är en verklig utmaning för pappersindustrin. I dag spelar globala och politiska influenser en allt viktigare roll i upphandlingen av returpapper. Detta påverkar naturligtvis kvaliteten och priserna. Inom förpackningssektorn har man försökt tillverka den bästa möjliga produkten med lägsta fiberkvalitet, vilket inte alltid lyckas. För att uppnå en bättre kvalitet är det möjligt att stabilisera produkten i form av bättre styrka med ACM/ACATs BondStar® teknik.

Den grafiska papperssektorn har haft en betydande nedgång av försäljningen under de senaste åren, en utveckling som fortfarande pågår. Kontinuerliga ansträngningar görs för att producera en lågkostnadsprodukt för marknaden. För att uppnå det söker man efter ännu billigare fibrer, eller så höjs andelen fyllmedel. Mer och mer torrstyrkemedel måste användas för att uppnå nödvändig styrka och tryckbarhet i produkten. ACAT med bas i Österrike, har tagit fram produkter och en teknik för bättre torrstyrka. Produkterna finns som handelsvara i olika koncentrationer, men den mest kostnadseffektiva tekniken är att färdigställa produkten ”on-site” på plats i pappersbruket.

ACAT har specialiserat sig på ”on-site” teknik och på denna bas utvecklat konceptet med BondStar®. Nya projekt börjar med laboratorietester vilka lägger grunden för en lyckad provkörning på pappersmaskinen. Om kunden blir övertygad om tekniken efter provkörning installeras en mer anpassad och permanent anläggning. Efter installationen optimeras applikationen ytterligare, även avseende kostnadseffektivitet. Toppmoderna övervaknings- och underhållssystem garanterar en pålitlig drift. När det gäller logistiken sker det med god framförhållning med hjälp av telemetrisk övervakning.

LABORATORIEARBETET – GRUNDEN FÖR FRAMGÅNG

Innan en provkörning genomförs vid en pappersmaskin, görs laboratorietester där kundens process simuleras för att i förväg kunna avgöra hur BondStar® torrstyrketeknik ska appliceras. Lab.studier ger en indikation på vilka effekter som sedan kan förväntas vid pappersmaskinen.

Naturligtvis måste resultaten av laboratorietesterna övertyga kunden om konceptets potential. I laboratoriet kan flera typer av papper tillverkas i arkformare där inblandningen av kemikalierna till mälden simuleras. Provarken som tillverkas testas sedan avseende styrkeparametrar och vissa tryck- egenskaper. De mest vanliga testerna för styrkor är dragstyrka, brottstöjning, längdstyrka, SCT/RCT, sprängtryck, bondstyrka och CMT. Som exempel på test av bondstyrka med BondStar®, guskas två våta lab.ark ihop och på så sätt simuleras en dubbel- eller flerskikts pappersmaskin.

Figur 2: snabb Köthen arkformare (källa Frank PTI)

Det är viktigt att uppfylla kraven på tryckbarhet. För tester av tryckbarheten arbetar vi tätt tillsammans med våra kunder och bland annat kontrollerar vi Dennison vaxtest, IGT, jämnhet och ojämnheter. Ett exempel på detta kan vara vid användning av BondStar® för att öka mängden fyllmedel. Till exempel, kan användning av för mycket fyllmedel orsaka problem på offset filtar, ett problem som kan minskas med hjälp av BondStar® eftersom askan oftast blir bättre fixerad i pappret.

MASKINFÖRSÖK MED BONDSTAR® – EN MILSTOLPE

Om laboratorietesterna övertygar kunden och samtycker till ett fullskaleförsök, ordnar vi lämplig systemteknik och råvaran. Vi har utvecklat två metoder för att utföra ett drifttest. Den första metoden är mycket enkel och används för korta tester som varar i upp till två dagar. Vi tar en lokalproducerad BondStar® från en av våra andra kunder och leverera den färdiga produkten till testkörningen i IBC-container eller tankbil. Produkten appliceras sedan i till pappersmaskinen med lämplig doseringsteknik.

Den andra metoden är mer komplex. Ett manuellt BondStar®-systemet som installeras, övervakas kontinuerligt av ACATs personal under hela provkörningen. I detta fall tillverkas och bereds BondStar® på plats i bruket. Med den här typen av system är en provkörning över flera dagar möjlig och det är den enda provmetoden för bruk som ligger långt bort. Det ger större flexibilitet, men det krävs mer resurser i form av mer personal.

Figur 3: effekter BondStar®

Provkörningen övervakas kontinuerligt av ACAT-specialister tillsammans med produktionsledning och maskinoperatörer. Tack vare den långa erfarenhet som ACAT har vet man exakt vilka parametrar som måste justeras på pappersmaskinen för att göra provkörningen till en framgång och undvika produktions-störningar. För många kunder är inte bara styrka och tryckbarhet viktigt, utan i allt högre grad bör även driften av pappersmaskinen också optimeras. BondStar® är en intressant produkt för pappersmakaren eftersom den erbjuder flera spännande möjligheter, som grafen (figur 3) visar. Tillverkare av brun förpackningskartong förväntar sig en ökning av styrkan när BondStar® doseras, och ibland kan även produktion och körbarhet avsevärt förbättras. Med körbarhet menas störningsfri produktion utan banavbrott.

Körbarheten är särskilt viktig vid låga ytvikter. Produkter för torrstyrka som BondStar®, kan avsevärt förbättra produktionsprocessen genom att bibehållna styrkor trots högre innehåll av aska när till exempel returpapper med en allt sämre kvalitet används. BondStar® används ofta för att uppfylla eller för att uppnå önskade specifikationer. Konceptet har visat att man kunnat sänka kostnaderna för klagomål, vilket lockat nya kunder att prova.

Strax efter tillsatsen av BondStar®, kan de första mätbara positiva effekterna ses i laboratoriet i form av förbättrade styrkor och ytegenskaper. Det här ger papperstillverkare möjlighet att snabbt påverka kvalitets-parametrarna. Som en sidoeffekt ökar retentionen som ger en renare cirkulation, samtidigt som avvattningen ökar, vilket ofta leder till lägre förbrukning av ångan som används för att torka papperet.

Figur 4: BondStar® resultat på en förpackningsmaskin (sprängtryck +19%)

Som ett ytterligare resultat kan draget i torkpartiet minskas och körbarheten förbättras. BondStar® ger möjlighet att snabbare göra ändringar av kvaliteter, från en låg till en hög ytvikt utan att köra en mellanliggande kvalitet. Producenter av grafiskt papper förväntar sig olika resultat när BondStar® används. Deras fokus är på kostnadsoptimering och att ersätta dyra råvaror med billigare substitut. Ett exempel är sektorn för offset-papper där man vill öka mängden filler samtidigt som styrke- och tryckegenskaper bibehålls. Med hjälp av BondStar®, är det möjligt att öka mängden filler upp till 34% med övriga parametrar oförändrade.

Figur 5: BondStar® maskinhastigheten ökar på en förpackningsmaskin

Användning av BondStar® medför ofta ökad retention och avvattning som en bieffekt, samtidigt som formationen förbättras något. Genom att använda mer fyllmedel kan en bättre torkbarhet uppnås. BondStar® är relativt neutralt inom systemet och är kompatibelt med andra kemiska tillsatser. Detta ger kunden stor tillförsikt, eftersom han inte behöver anpassa sitt system till BondStar®, om man inte kan eller vill anpassa det. Som exempel, är det ingen negativ inverkan på optiska vitmedel, olika hydrofoberingsmedel, färger eller retentionsmedel.

Figur 6: exempel BondStar® test med naturlig offset (brytkraft)

Figur 7: exempel BondStar® test med Natural offset (IGT)

INSTALLATION AV ANLÄGGNINGSTEKNIK –  ANPASSADE LÖSNINGAR FÖR VARJE KUND

Efter en lyckad provkörning på pappersmaskinen sker en projektplanering om anläggningstekniken och dess installation. ACAT har en egen tillverkningsenhet av den här typen av anläggningar i Österrike och den äger alla nödvändiga faciliteter för att bygga kundanpassade utrustningar.

Före projektplaneringen bestäms tillsammans med kunden den bästa platsen för installationen av systemet. Med CAD-ritningar kan ACAT i 3D rita in anläggningen i det planerade utrymmet och presentera det för kunden i förväg. Vid installationen av ett system måste flera faktorer beaktas, bland annat lossning av råvaran och närheten till doseringspunkten. Vanligtvis tar installation och i drifttagningen av anläggningen inte mer än fem arbetsdagar.

Figur 8: exempel på ett BondStar-® system för en modern förpacknings pappersmaskin med lagring av råmaterial

UPPSTART OCH OPTIMERING

Anläggningen tas i drift av ACM/ACATs uppstarts team. Kemikaliesystemet sköts och bevakas av ACM/ACATs personal tekniskt tillsammans med kunden under en längre tidsperiod. Under denna tid utbildas kundens egna operatörer fortlöpande, och tillsammans optimerar de applikationen och produkt- åtgången. Under uppstartsfasen får man en känsla för den förbrukade kvantiteten och hur behovet av leveranser är av råvarorna. Efter en tid startar kunden ofta BondStar® själv när BondStar® behövs. Systemteknologin är alltid på standby och producerar automatiskt vid behov.

Figur 9: logistikverktyg ACAT MeasureStar

EFTERSERVICE  –  LOGISTIKSTYRNING

Regelbundna besök och underhåll av system- teknologin är en del av ACM/ACAT-tjänsten. Via olika telemetriska tjänster kan vi övervaka, kontrollera och underhålla utrustningen över hela världen. I samråd med kunden sköter den också hela logistiken av råvaran.

BONDSTAR® –  WORLDWIDE

ACAT är världsledande inom BondStar® ”on-site” produktion av syntetiska torrstyrkmedel i kraft av många års erfarenhet. ACAT representerar denna teknologi från USA till Kina. Vi ser fram emot nya projekt och vi är verkligen glada över att se vart nästa
resa tar oss till.