Stärkekochen in der Papierindustrie: Prozessüberwachung und optimale Stärkekonzentration
Stärke spielt bei der Herstellung und Veredelung von Papier eine wichtige Rolle. Beim Stärkekochen wird die Stärke für die anschließende Papierleimung aufbereitet. Ziel ist es, die Aufnahme von Flüssigkeiten durch das Papier zu reduzieren und dadurch unter anderem die Eigenschaften der Papieroberfläche zu beeinflussen.
Für eine konstante Papierqualität ist dabei eine gleichbleibende Stärkekonzentration entscheidend. Mit einem Prozessrefraktometer lässt sich die Konzentration der gekochten Stärke kontinuierlich direkt im Prozess überwachen.
So stehen aktuelle Messwerte zur Verfügung, ohne dass für jede Kontrolle eine manuelle Probenahme und Laboranalyse erforderlich ist.
Warum ist die Messung der Stärkekonzentration wichtig?
Gekochte Stärke wird in der Papierindustrie unter anderem bei der Papierleimung eingesetzt. Die Leimung reduziert die Neigung des Papiers, Flüssigkeit aufzunehmen. Dadurch sollen beispielsweise Druckfarben und Beschichtungen stärker auf der Papieroberfläche verbleiben und dort trocknen.
Darüber hinaus beeinflusst die Leimung verschiedene Eigenschaften des Papiers, darunter:
- Oberflächenbeschaffenheit
- Bedruckbarkeit
- Glätte
- Oberflächenfestigkeit
- Porosität
- Faserablösung bzw. Fuzzing
- Verhalten beim Knicken
Eine präzise Kontrolle der Stärkekonzentration trägt dazu bei, die Bedingungen für unterschiedliche Papierqualitäten konstant zu halten.
Wie funktioniert Stärke kochen in der Papierherstellung?
Der Prozess lässt sich in mehrere Schritte unterteilen:
1. Herstellung der Stärkesuspension
Stärke wird mit Wasser vermischt und als Suspension dem Kochprozess zugeführt.
2. Stärkekochen
Die Stärkesuspension wird in einem kontinuierlichen Kocher verarbeitet. Dazu wird Dampf direkt in die Suspension eingebracht.
3. Kühlung
Nach dem Kochprozess wird die gekochte Stärke abgekühlt.
4. Einstellung der Konzentration
Durch Zugabe von Wasser wird die gekochte Stärke auf die gewünschte Konzentration eingestellt.
5. Inline-Konzentrationsmessung
Das KxS Prozessrefraktometer überwacht die Stärkekonzentration kontinuierlich.
6. Speicherung
Die aufbereitete Stärke wird anschließend dem Vorratstank zugeführt.
Die Grafik wurde mithilfe von KI erstellt.
Die Konzentration der gekochten Stärke kann über die Entnahme von Proben und deren anschließende Analyse kontrolliert werden.
Bei einer solchen Vorgehensweise ist die Messung jedoch nicht unmittelbar kontinuierlich am Prozess verfügbar. Zwischen Probenahme, Analyse und dem Vorliegen des Ergebnisses kann Zeit vergehen.
Eine Inline-Messung setzt dagegen direkt am Prozess an. Die Stärkekonzentration wird kontinuierlich überwacht und Veränderungen können ohne zeitaufwendige manuelle Probenahme erkannt werden.
Innovative Lösung und Vorteile der Inline-Konzentrationsmessung
Für die kontinuierliche Überwachung der Stärkekonzentration wird ein KxS Prozessrefraktometer eingesetzt.
Das KxS misst den Brechungsindex des Prozessmediums. Über den Zusammenhang zwischen Brechungsindex und Konzentration kann die Stärkekonzentration im laufenden Prozess bestimmt und überwacht werden.
Die Inline-Messung ermöglicht es, die Konzentration kontinuierlich zu verfolgen, anstatt ausschließlich auf einzelne Stichproben angewiesen zu sein.
Ihre Vorteile mit dem KxS Prozessrefraktometer
Die kontinuierliche Konzentrationsmessung bietet insbesondere folgende Vorteile:
- Kontinuierliche Inline-Messung der Stärkekonzentration
- Direkte Prozessüberwachung ohne regelmäßige manuelle Probenahme
- Schnelle Erkennung von Konzentrationsänderungen
- Unterstützung einer konstanten Prozessführung
- Reproduzierbare Bedingungen für unterschiedliche Papierqualitäten
- Möglichkeit zur Integration in die Prozesssteuerung
- Geeignet für die kontinuierliche Überwachung industrieller Prozesse
Physikalischer Hintergrund
Ein Prozessrefraktometer bestimmt den Brechungsindex eines Mediums. Dieser beschreibt, wie sich Licht beim Übergang beziehungsweise bei der Ausbreitung in einem Medium verhält.
Da der Brechungsindex von der Zusammensetzung des Mediums abhängt, kann er zur Bestimmung von Konzentrationen eingesetzt werden.
Beim Stärkekochen wird dieser Zusammenhang genutzt, um die Konzentration der gekochten Stärke kontinuierlich zu überwachen.
Für die beschriebene Anwendung liegt der typische Messbereich bei 0–15 % Stärke.
Das KxS Inline-Refraktometer ist für die dauerhafte Messung direkt im Prozess ausgelegt. Abhängig von der Anlagenkonfiguration kann der Sensor direkt an einer Rohrleitung oder über eine geeignete Durchflussmesszelle installiert werden.
Für die direkte Installation stehen verschiedene gängige Prozessanschlüsse zur Verfügung. Alternativ bietet eine Durchflussmesszelle zusätzliche Möglichkeiten bei der Nachrüstung bestehender Anlagen.
Weitere Informationen zur Installation finden Sie hier!
Wie wird die Stärkekonzentration beim Stärkekochen gemessen?
Die Konzentration kann über den Brechungsindex des Prozessmediums bestimmt werden. Für die kontinuierliche Überwachung eignet sich ein Prozessrefraktometer, das direkt in die Prozessleitung oder einen geeigneten Messaufbau integriert wird.
Warum ist eine konstante Stärkekonzentration wichtig?
Die Stärkekonzentration beeinflusst die Bedingungen bei der Herstellung und Anwendung der gekochten Stärke. Eine präzise Konzentrationsmessung unterstützt eine konstante Prozessführung und damit die Herstellung unterschiedlicher Papierqualitäten unter reproduzierbaren Bedingungen.
Welcher Messbereich wird beim Stärkekochen benötigt?
Für die beschriebene Anwendung liegt der typische Messbereich bei 0–15 % Stärke.
Kann die Messung kontinuierlich erfolgen?
Ja. Ein Prozessrefraktometer kann zur kontinuierlichen Inline-Überwachung der Konzentration eingesetzt werden. Dadurch wird die Konzentration direkt während des Prozesses kontrolliert.
Kann ein Prozessrefraktometer in bestehende Anlagen integriert werden?
Ja. Das Prozessrefraktometer von KxS ist für Installationen in Rohrleitungen und Behältern ausgelegt und kann mit verschiedenen Prozessanschlüssen und Durchflusszellen eingesetzt werden.
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