Das Projekt "Papermaking chemistry aspects of environmentally friendly ecf and tcf pulps" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Papiertechnische Stiftung durchgeführt. General Information: Chemical additives are more and more important for an effective manufacture of high quality paper products. The background of this project is the importance of chemical additives (paper chemicals) in paper manufacture and the rapidly increasing use of new types of non-chlorine bleached pulps, i.e. elementary chlorine-free (ECF) and totally chlorine-free (TCF) pulps. Paper chemicals are used in the paper production as process chemicals or as functional chemicals. A process chemical is e.g. a charged polymer used to flocculate fine material. A functional chemical is e.g. added to increase the strength of the paper. The new pulps can influence the use of paper chemicals in at least two ways. The interaction between the fibres and the paper chemicals can be influenced which will influence the effect of the paper chemicals in the produced sheet. This will create a new, more difficult, situation for the use of paper chemicals. The project will give guidelines how to optimize the application of chemical additive in papermaking from ECF and TCF pulps and thereby reduce the papermaking costs. The type and the amount of substances that is dissolved from the pulps will depend on e.g. the chemical environment and whether the pulp has been dried or not. It is therefore important to investigate the extent of carry-over of substances from the pulp mill to the paper mill. We will perform pulp mill measurements to investigate the carry-over. The effect on wet end additives of new ECF and TCF pulps and of dissolved and colloidal substances carried by these pulps will be clarified. Another aspect is that when paper chemicals, such as retention aids and sizing agents, are used, paper chemicals transfer between components in the furnish and in the white water system. This can influence the performance of paper chemicals. It is known that the amount of transfer of paper chemicals depends on the chemical environment, i.e. the ionic strength. It is not known to what degree the transfer is influenced by dissolved and colloidal substances originating from pulps. The papermaking system is highly dynamic and computer simulations of the process circuits in a paper mill have gained increased attention. An increased knowledge in the process dynamics of both the transfer of paper chemicals and the dissolved and colloidal substances is highly needed. Pilot paper machine experiments will make it possible to make controlled experiments of the influence of dissolved and colloidal substances on the effect of paper chemicals. A deeper knowledge of the fundamental paper chemistry aspects of using ECF and TCF pulps combined with pilot and mill trials will give great possibilities to control the papermaking process better in order to improve the paper quality. The environmental relevance is naturally high because a better process knowledge leads to reduced effluents. Prime Contractor: Swedish Pulp and Paper Research Institute; Stockholm.
Das Projekt "Schwermetalle - Quellen und Schicksal beim Aufschliessen und der Anreicherung in der Papier- und Kartonproduktion" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Darmstadt, Institut für Papierfabrikation, Abteilung für Umweltforschung durchgeführt. Objective: Study of the fate of heavy metals during paper and board production. General Information: Potential sources of heavy metals in paper and board industry, like cooking liquors, sodium hydroxide, aqueous chlorine solutions during pulping and bleaching, machinery corrosion and different diffuse substances during recycling, are investigated and possibly quantified in terms of heavy metals, e.g. Cd, Hg, Pb, Cr, enrichment in paper and board. This is due to the fact that cellulose fibres have active, negatively charged groups on their surface which are likely to bind and exchange metal ions. Thus virgin fibres as well as recycled fibres come into contact with heavy metals which can be found in the above mentioned substances and solutions needed for producing paper. Several paper mills are examined and metal concentrations in the produced paper as well as in the raw material are measured.
Das Projekt "Chlorfreie Bleiche von Sulfatzellstoff aus Baikalsk (Russland)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hamburg, Department für Biologie, Zentrum Holzwirtschaft, Ordinariat für Chemische Holztechnologie und Institut für Holzchemie und Chemische Technologie des Holzes der Bundesforschungsanstalt für Forst- und Holzwirtschaft durchgeführt. Die TCF (totally chlorine free) Bleiche von Zellstoffen ist eine neue Entwicklung, die zunaechst fuer Sulfitzellstoffe industriell umgesetzt wurde und derzeit auch fuer die schwerer bleichbaren Sulfatzellstoffe zunehmend Anwendung findet. Der wesentliche Beweggrund, auf den Einsatz vor allem von Chlor, aber auch von chlorhaltigen Verbindungen zu verzichten, ist die Bildung und Freisetzung organischer Chlorverbindungen mit oekotoxikologischer Relevanz. Der Ausstoss von Organochlorverbindungen wird insbesondere als bedenklich angesehen, wenn es sich beim Rezipienten um ein sensibles Oekosystem handelt, wie den Baikalsee in Russland. Aus diesem Grunde ist das dort ansaessige Baikalsk-Zellstoffwerk zunehmend in die Kritik geraten. Das Werk verfuegt bereits ueber eine sehr effiziente mehrstufige Abwasserreinigungsanlage, dennoch gelangen groessere Mengen an chlorierter organischer Substanz in den Baikalsee. Zur wirkungsvollen Reduzierung der Gewaesserbelastung waere eine Umstellung der noch konventionell unter Einsatz von Chlor und Chlorverbindungen betriebenen Bleiche auf ein elementarchlorfreies oder besser noch vollstaendig chlorfreies Verfahren erforderlich. Vor diesem Hintergrund wurde dem Institut fuer Holzchemie und chemische Technologie des Holzes der Bundesforschungsanstalt fuer Forst- und Holzwirtschaft angetragen, Untersuchungen zur TCF-Bleiche des im Baikalsk-Werk produzierten Laerchensulfatzellstoffs durchzufuehren. Der Zellstoff wies mit einer Kappazahl von unter 18 zwar einen fuer konventionell erzeugten Nadelholzsulfatzellstoff extrem niedrigen Restligningehalt auf, die ermittelte Viskositaet des Zellstoffes von 814 ml/g deutete aber auf eine erhebliche Kohlenhydratschaedigung hin, die eine gravierende Erschwernis fuer die weniger selektive TCF Bleiche darstellte. Fuer die Bleiche wurden zwei Bleichsequenzen mit und ohne Ozonstufe ausgewaehlt und die Bedingungen dahingehend optimiert, dass die Viskositaetsverluste bei Bleiche auf ein hohes Weissgradniveau moeglichst niedrig gehalten werden.
Das Projekt "Enzym-unterstuetztes Deinking von Altpapier" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hamburg, Department für Biologie, Zentrum Holzwirtschaft, Ordinariat für Chemische Holztechnologie und Institut für Holzchemie und Chemische Technologie des Holzes der Bundesforschungsanstalt für Forst- und Holzwirtschaft durchgeführt. Der Einsatz von Altpapier fuer die Papierherstellung ist in den letzten Jahren auf ein hohes Niveau gestiegen, wobei sich die Altpapiereinsatzquote bei der Produktion verschiedener Papiersorten deutlich unterschied. Waehrend Verpackungspapiere bereits zu mehr als 90 Prozent aus Altpapier hergestellt werden, bestehen bei der Produktion graphischer Papiere noch einige Reserven fuer den vermehrten Altpapiereinsatz. Gerade in diesem Bereich ist die entsprechende Quote besonders durch Altpapiereinsatz fuer Zeitungsdruckpapiere stark angestiegen, waehrend sie bei sonstigen graphischen Papieren nahezu konstant blieb. Dies ist unter anderem mit der Struktur der deutschen Papierindustrie zu erklaeren, die zu einem grossen Anteil qualitativ hochwertige Schreib- und Administrationspapiere herstellt. Die angestrebte weitere Erhoehung dieser Quoten stoesst auf qualitative und technische Grenzen. Eine qualitative Verbesserung des Altpapiers kann durch Fortschritte in der Deinking- und Bleichtechnologie erreicht werden. Eine der technischen Grenzen fuer einen hoeheren Altpapiereinsatz in allen Bereichen ist die schlechte Entwaesserung des Altpapierstoffs auf der Papiermaschine und die unvollstaendige Abloesung der Druckfarben beim Deinkingvorgang. In beiden Problembereichen koennen Enzyme moeglicherweise Abhilfe schaffen. Im Rahmen eines von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt gefoerderten Projektes soll am Institut fuer Holzchemie und chemische Technologie des Holzes der Bundesforschungsanstalt fuer Forst - und Holzwirtschaft der Einsatz von Enzymen als alternatives Mittel zur Druckfarbenentfernung (Deinking) untersucht werden. Ziel der Arbeiten ist ein teilweiser oder vollstaendiger Verzicht auf den Einsatz konventioneller Deinkingchemikalien. Hierzu gehoeren Natronlauge, Wasserglas, Komplexbildner, Tenside und Wasserstoffperoxid. In der Regel gelangen diese konventionellen Deinkingchemikalien ins Abwasser oder reichern sich im Papier an.
Das Projekt "Chlorfreie Bleiche von Zellstoffen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hamburg, Department für Biologie, Zentrum Holzwirtschaft, Ordinariat für Chemische Holztechnologie und Institut für Holzchemie und Chemische Technologie des Holzes der Bundesforschungsanstalt für Forst- und Holzwirtschaft durchgeführt. Das Projekt hat die chlorfreie Bleiche von Sulfatzellstoffen zum Ziel. Dabei werden die Zellstoffe durch Modifikation der Sauerstoffstufe soweit wie moeglich delignifiziert und in der Endbleiche Ozon, Peroxid, Peressigsaeure und Caroat eingesetzt. Verglichen wird auch die Bleichbarkeit von Standardsulfatzellstoffen mit extended delignified Sulfatzellstoffen.
Das Projekt "Entwicklung eines Peroxid-Bleichverfahrens fuer Holzstoffe im schwach alkalischen Bereich" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Papiertechnische Stiftung München durchgeführt. Bei der Peroxidbleiche von Holzstoff wird heute ueblicherweise Natronlauge als Aktivator eingesetzt. Der daraus resultierende hohe ph-Wert fuehrt zu einer Vergilbung des Stoffes, durch die die Bleichwirkung des Peroxids reduziert wird, fuehrt zu einer Reduzierung der Festigkeitseigenschaften und ist schliesslich auch direkt primaere Ursache fuer die Schadstoffbelastung des Kreislaufwassers und des Abwassers. Ziel des Forschungsvorhabens ist es, nach Moeglichkeiten zu suchen, die Peroxidbleiche von Holzstoff im neutralen bis schwach alkalischen ph-Wert-Bereich ohne Zusatz von Natronlauge zu aktivieren. Gleichzeitig soll untersucht werden, wie durch katalytischen Einfluss eines Zeolithen die Vergilbungsneigung beeinflusst werden kann. Verfahren, dieses teuere Bleichmittel ohne die negativen Auswirkungen der Natronlauge hinreichend zu aktivieren, boeten den Vorteil, die eingesetzten Peroxidmengen zu reduzieren, die Kreislaufwasser- und Abwasser-Belastung zu senken sowie den Festigkeitsverlust des Holzstoffes beim Bleichen zu verringern.
Das Projekt "Modellvorhaben problematische Schadstoffe im Wasser; hier: Umstellung der Zellstoffbleiche auf die chlorarme EO/P-C-H Sequenz" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hannoversche Papierfabriken durchgeführt. Zur Entlastung der organisch und durch Chloreinsatz zu hoch belasteten Abwaesser der Zellstoffvorbleiche soll eine unter Peroxidzusatz arbeitende, mit Natronlauge alkalisch gemachte Mittelkonsistenz-Sauerstoffbleichstufe erstellt werden, die den nachfolgenden Chloreinsatz reduziert. Ein Teil des Abwassers soll in moeglichst hoher Konzentration erfasst und anaerob gereinigt werden.
Das Projekt "Untersuchungen zum Einsatz von Ozon bei der Bleiche und Desinfektion von Textilien waehrend Waschbehandlungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von WFK-Forschungsinstitut für Reinigungstechnologie e.V. durchgeführt. Bleiche und Desinfektion erfolgten in der gewerblichen Waescherei bisher ueberwiegend unter Einsatz von Natriumhypochlorit. Die Anwendung dieser Substanz fuehrt in starkem Masse zur AOX-Bildung und wird daher in Zukunft nur noch eingeschraenkt erlaubt sein. Ziel des Forschungsprojektes war die Erweiterung der Kenntnisse ueber die Bleiche und Desinfektion von Textilien mit Ozon unter den Bedingungen der gewerblichen Waescherei. Die am Waschprozess beteiligten Faktoren Ozon-Flussrate, Temperatur, pH-Wert, Zeit und Konzentration der Waschflottenkomponenten beeinflussen den Reinigungs- bzw. Bleichprozess in komplexer Weise. Waehrend Farbstoffloesungen schnell und effektiv mit Hilfe von Ozon oxidiert bzw. entfaerbt werden koennen, zeigt Ozon an Textilien unter denselben Bedingungen einen nur geringen Bleicheffekt. Alle Faktoren, die die Oxidation von geloesten Wasserinhaltsstoffen positiv beeinflussen, wirken sich unguenstig auf das Reinigungsergebnis der eingesetzten Textilien aus. Neben der Temperatur ist der pH-Wert die entscheidende Einflussgroesse. Im sauren und in abgeschwaechter Form im neutralen pH-Bereich ist die Zerfallsgeschwindigkeit des Ozons so gering, dass an Testgeweben eine deutliche Bleichwirkung resultiert. Dagegen wird im alkalischen Bereich die Zersetzung des Ozons in reaktive Radikale katalysiert und die Zerfallsgeschwindigkeit nimmt stark zu. Die hierbei gebildeten Teilchen besitzen ein noch groesseres Oxidationspotiental als Ozon, so dass sie schon am Ort des Entstehens mit Wasserinhaltsstoffen reagieren und damit auf dem Gewebe keine Bleichwirkung entwickeln koennen. Eine signifikante CSB-Reduzierung konnte trotz dieser hohen Reaktivitaet jedoch nicht nachgewiesen werden. Chemikalienzusaetze, die die Lebensdauer des Ozons in waessrigen Medien verlaengern, zeigten im Hinblick auf die Reinigungswirkung von Ozon an Textilien nur geringe Effekte. Die Desinfektionswirkung war wesentlich geringer als in praxisueblichen Verfahren.
Das Projekt "Entwicklung und Etablierung innovativer enzymatischer Verfahren zur Entfernung von Pflanzenresten aus Wolle und zur Bleiche von Baumwolle" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Aachen, Deutsches Wollforschungsinstitut durchgeführt. Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Ziel des Verbundvorhabens ist die Entwicklung und industrielle Umsetzung alternativer Verfahren zur Carbonisur von Wolle und zur Baumwollbleiche unter Verwendung oxidativer Enzyme, die im Rahmen des Projekts für diese beiden Anwendungsbereiche produziert und optimiert werden. Konventionell kommen sowohl bei der Carbonisur als auch bei der Baumwollbleiche Chemikalien zum Einsatz, die Abwasser und Maschinenteile belasten. Ziel des 1. Teilbereichs des vorliegenden Verbundvorhabens ist, mit Hilfe der enzymkatalysierten Oxidation von Vegetabilien in Wolle, die bei der klassischen Carbonisur eingesetzten Chemikalienmengen zu reduzieren und die Schädigung der Wolle zu minimieren. Durch die Anwendung von Oxidoreduktasen wird ein in der Papierherstellung erprobtes Verfahren für die Woll-industrie nutzbar gemacht. Ziel des 2. Teilbereichs ist, mit Hilfe von Oxidoreduktasen die farbigen Begleitstoffe der Baumwolle zu zerstören. Durch die enzymatische Bleiche sollen die Menge an Lauge, die bei der Peroxid-Bleiche benötigt wird, und die Salzfracht im Wasser entscheidend reduziert sowie auf den Zusatz von anorganischen Salzen als Stabilisatoren verzichtet werden können. Fazit: Die Identifizierung der an der Bleiche beteiligten Enzyme und des Mechanismus ist ein für die gesamte Textil-, Papier- und Zellstoffindustrie sehr bedeutendes Gebiet. Durch die von den Projektpartnern bisher erbrachten wissenschaftlichen Leistungen ist gezeigt worden, dass von den untersuchten Basidiomyceten ein extrazelluläres Enzymgemisch produziert wird, mit dem Baumwolle bis zu einem technisch interessanten Weißgrad gebleicht werden kann. Ein Ersatz der Wollcarbonisur durch den Einsatz dieser Systeme ist zur Zeit noch nicht realisierbar.
Das Projekt "Entwicklung von Verfahren zum Einsatz von Flachsfasern in der Papierindustrie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Papiertechnische Stiftung durchgeführt. Leinenfasern zur Herstellung hochwertiger Spezialpapiere wurden bisher nur aus Leinenhadern gewonnen. Diese stehen in Deutschland seit ca. 20 Jahren nicht mehr zur Verfuegung. Ersatz fuer Leinenhadern koennten aus der Aufbereitung von Flachs zu Textilfasern entstehende Kurzfasern sein, fuer die ein so guenstiger Einsatz gefunden wird. Der Einsatz dieser Fasern bedingt die Entwicklung umweltfreundlicher Aufschluss- und Bleichverfahren, Untersuchungen zur mechanischen Halbstoffaufbereitung als Voraussetzung fuer eine optimale Blattbindung, Ermittlung spezifischer Fasereigenschaften und die Entwicklung von Prototypen verschiedener Spezialpapiere auf der Versuchspapiermaschine des PIS-IZP Heidenau, bei Erfordernis eventuell auf Produktionsanlagen.
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