Papier und Zellstoff

Zirka 200 – 250 kg Papier pro Kopf verbrauchen Einwohner der Industrieländer pro Jahr. Der weltweite Durchschnittsverbrauch liegt mit 54 kg pro Kopf und Jahr noch weit dahinter. Rund 20% des weltweit geschlagenen Holzes werden für die Herstellung von Papier und Zellstoff verwendet, obwohl mittlerweile Altpapier 40% des Faserrohstoffes liefert. Der steigende Bedarf und Herausforderungen, die sich aus den Anforderungen bezüglich der Energieeffizienz und des Umweltschutzes ergeben, erfordern neue Technologien und optimierte Prozesse in der Papier- und Zellstoffherstellung.

bionic surface technologies punktet hier sowohl mit Erfahrung in der Branche als auch mit bereits erprobten Konzepten aus über 200 Projekten, die den entscheidenden Vorteil bringen können.

Die komplexen Prozesse der Papierherstellung können durch die Anwendung von CFD Simulationen analysiert und optimiert werden. Kosten und Zeitaufwand für Prototypen und Versuchsreihen werden damit massiv reduziert. Die gewünschten Ziele können so zuverlässig und effizient erreicht werden.

Schematische Darstellung einer Papiermaschine (CC BY 3.0 Egmason, wikipedia)

Möglichkeiten der Simulation

  • Gas-Flüssig Gemische
  • Gas-Festkörper Gemische
  • Flüssig-Festkörper Gemische
  • Flüssig-Flüssig Gemische
  • Phasenwechsel
  • Verdampfung
  • Kavitationsphänomene
  • Erosion

Simulationen für die Papier- und Zellstoffherstellung

  • Das Papier/Zellstoffgemisch wird als nicht-newtonsches Fluid modelliert
  • bionic surface technologies verfügt über verschiedene Berechnungsmodelle, abhängig von der Zusammensetzung
  • Im Diagramm sind drei Modelle dargestellt

Stoffauflauf

Simulation und Ergebnisanalyse

  • Untersuchung von Luftansammlungen zur Qualitätsverbesserung des Stoffauflaufs
  • Verbesserungsvorschläge zur Optimierung der Strömung

Optimierungen und schnelles Troubleshooting

  • Mit bestehendem System können sehr effizient verschiedene Optimierungen vorab simuliert werden und der Aufwand von „Trial and Error“ wesentlich reduziert werden.
  • Schnelles Troubleshooting mit verschiedenen Eingabeparametern möglich

Untersuchung möglicher Luftansammlungen

Untersuchung der Entstehung von Faserspindeln

Sauger

Entwässerung

  • Die Berechnungsdomain besteht aus drei Zonen: Pulp, Sieb, Keramik
  • Sieb und Pulp werden über die Keramik gezogen.
  • Im Sieb wird der selbe Volumenanteil an Wasser gesetzt.

2D Modell mit aufgelöstem Sieb (2 Phasen Modell) ~30µm Spalt

  • Wasserverteilung im Sieb und in der Fasermatte.

Pressen

Pressen:

  • Die Berechnungsdomain besteht aus folgenden Zonen: 2 x Presse, Filz, Papierbahn
  • Wasser wird aus der Papierbahn in den Filz gepresst und je nach Konfiguration abgeschleudert oder weggesaugt.
  • Ziel: Möglichst viel Wasser aus der Papierbahn entfernen

Modell Presswalze: Geschwindigkeit und Wassertransport

Modell vakuumunterstützte Lochwalze: Wasserverteilung im Sieb und in der Fasermatte.

Trockenzylinder

Trockenzylinder:

  • Die Berechnungsdomain besteht aus folgenden Zonen: Innenraum des Trockenzylinders, Zylinderwand und Papierbahn
  • Heißdampf wird an der Trockenzylinderwand kondensiert und gibt dort Wärme ab welche zur Trocknung der Papierbahn verwendet wird.
  • Ziel: Gleichmäßigkeit und gute Kondensat Abfuhr und hoher Wärmetransport von der Zylinderinnenwand an die Papierbahn.

Strömungsanalyse zur Optimierung eines Trockenzylinders

  • Einsaugen der Kondensatphase (rot) durch Dampf (blau).
  • Durch Überdruck im Zylinder wird das Kondensat durch das Röhrchen gepresst.

Strömungsanalyse zur Optimierung eines Trockenzylinders

  • Bewertung verschiedener Absaugkonzepte hinsichtlich Wärmestrom.
  • Durch das Auskondensieren des Dampfes an der Zylinderwand wird Wärme abgegeben.
  • Diese Wärme dient der Trocknung der Papierbahn.

Drucksortierer

Sortierer werden in der Papier und Zellstofftechnik überall dort eingesetzt wo gewährleistet sein muss, dass keine Verunreinigungen im Kreislauf weiter transportiert werden.

Strömungsanalyse zur Optimierung eines Drucksortierers

  • ~ 3 Millionen Zellen, Blockstrukturierter Netzaufbau vom Rotor bis zu den Ringen
  • Verschiedene Bauarten werden verglichen und hinsichtlich Effizienz optimiert.
  • CFD-Analyse zur Erhöhung der spezifischen Leistung und der Standzeit
  • Untersuchung der „Totwasserzonen“

Durch die weitere Nutzung der Seite stimmen Sie der Verwendung von Cookies und Google Analytics zu. Weitere Informationen

Die Cookie-Einstellungen auf dieser Website sind auf "Cookies zulassen" eingestellt, um das beste Surferlebnis zu ermöglichen. Wenn du diese Website ohne Änderung der Cookie-Einstellungen verwendest oder auf "Akzeptieren" klickst, erklärst du sich damit einverstanden.

Schließen