Erfolgreiche Investition und Inbetriebnahme eines Field-Flow-Fraktionators

Um im Bereich der Forschung und Dienstleistung auch zukünftig Problemstellungen im breiten Anwendungsfeld der Faseranalytik und Prozessführung zuverlässig und schnell beantworten zu können, hat die PTS für ihre Labore in Heidenau im 4. Quartal 2017 im Rahmen eines Investitionszuschusses des BMWi-Förderprogramms INNO-KOM den Fraktionator der Firma Valmet (siehe Abbildung 1) angeschafft. Im Dezember 2017 wurde das Gerät erfolgreich in Betrieb genommen und steht seitdem für den Laborbetrieb zur Verfügung. Dieser den neusten Technologien entsprechenden Fraktionator besteht aus einer Fraktionierspule, welche Fasern und andere Suspensionsbestandteile in einem Strömungsfeld nach deren hydrodynamischem Verhalten trennt, einem Lichtabsorptionsdetektor, einer Kamera zur Bewertung von Druckfarbenbestandteilen und einer Kamera zur Analyse der Fasermorphologie.

Die einzelnen Bestandteile einer Faserstoffsuspension werden somit während der Messung bzgl. ihrer Dimensionen, Deformation und externen Fibrillierung bewertet. Gleichzeitig wird der eigentliche Fraktionierungsprozess in einer Videosequenz festgehalten, welche später erneut, je nach Problemstellung, mit angepassten Einstellungen analysiert werden kann. Daraus können u. a. Schlussfolgerungen zum Flockungsverhalten in Abhängigkeit von der Hilfsmittelzugabe/des Retentionssystems abgeleitet werden. Bei Bedarf können zusätzlich insgesamt bis zu fünf Mengenfraktionen pro Messung in Bechern physisch gesammelt und weiterführend analysiert werden (siehe Abbildung 2).

Dabei ist das Spektrum an zu vermessenden Suspensionen sehr vielfältig. Neben Faserstoffen können u. a. Regeneratfasern, MFC, synthetische Fasern und natürlich auch Altpapierstoffproben vermessen werden. Im Hinblick auf Letztere bietet das Gerät ein besonderes Feature. So lassen sich mit Hilfe der eingebauten „Tinten“-Kamera sowohl Schmutzpunkte als auch gelöste und ungelöste Tinte quantifizieren und erlaubt damit u. a. eine schnelle Bewertung des Deinkingprozesses, da Druckfarbenbestandteile direkt in der Suspension bestimmbar sind.

Neben der Beantwortung standardanalytischer Fragen zur Fasermorphologie, kann der Fraktionator helfen, die Produktivität verschiedener Prozesse durch einen optimierten Rohstoffeinsatz zu steigern, die Nachhaltigkeit zu verbessen und Produktionskosten zu senken.

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