STÄRKEBREI
Pumpen von heißem Stärkebrei in der Papierherstellung
Stabilisieren Sie die Leimung der Oberfläche durch pulsationsarme Förderung
Wie lässt sich heißer, korrosiver Stärkebrei prozesssicher fördern, ohne die empfindliche Struktur des Mediums zu schädigen? Und wie kann gleichzeitig eine konstante Dosierung für eine gleichbleibende Papierqualität gewährleistet werden? In der Papier- und Wellpappenindustrie stellt die Förderung von Stärkekleister höchste Anforderungen an Pumpentechnologie, Werkstoffe und Prozessstabilität.
Als globaler Spezialist für Verdrängerpumpen bietet NETZSCH Pumpen & Systeme technisch angepasste Lösungen für anspruchsvolle Medien wie heißen Stärkebrei. Wir zeigen Ihnen, wie Sie mit der passenden Pumpe die Förderstabilität, die Dosiergenauigkeit und die Anlagenverfügbarkeit nachhaltig verbessern.
Individuelle Beratung
Stärkebrei als Schlüsselmedium in der Papierleimung
Stärke ist nach der Lebensmittelindustrie der wichtigste Einsatzstoff in der Papier- und Wellpappenherstellung. In der Oberflächenleimung sorgt Stärkebrei dafür, dass das Papier hydrophob wird und sich gleichmäßig bedrucken oder beschreiben lässt. Dafür muss das Medium in einem exakt definierten thermischen und rheologischen Zustand zur Streichanlage gefördert werden. Der Stärkebrei liegt im vorliegenden Prozess bei rund 80 °C vor, da nur bei dieser Temperatur die Stärke vollständig aufquillt und ihre kleisterartige Konsistenz ausbildet. Gleichzeitig weist das Medium eine Viskosität von etwa 160 mPas auf und reagiert empfindlich auf Pulsationen und Scherkräfte. Hinzu kommt die chemische Aggressivität, die ungeschützte metallische Komponenten angreift und zu Korrosion führt.
Herausforderungen bei der Förderung von Stärkebrei
In einer großen hessischen Papierfabrik mussten pro Stunde mehr als 150 Kubikmeter Stärkebrei kontinuierlich in die Streichanlage gefördert werden. Über Jahre hinweg kamen hierfür Kreiselpumpen zum Einsatz. Diese Technologie erwies sich jedoch als ungeeignet für das sensible Medium. Die bauartbedingte Pulsation führte zu einer mechanischen Belastung des Stärkegemischs, was die Leimqualität negativ beeinflusste. Zusätzlich kam es in den Kreiselpumpen zu Kavitation, wodurch der Wirkungsgrad sank und eine präzise Dosierung nicht mehr möglich war. Der aggressive Stärkebrei griff zudem Dichtungen und Gehäuse an, was zu erhöhtem Wartungsaufwand und verkürzten Standzeiten führte.
Stabile Förderung durch angepasste Pumpentechnik
Zur Stabilisierung des Prozesses stellte das Unternehmen die Beschickung der Streichanlage auf TORNADO® T1-F Drehkolbenpumpen um. Die selbstansaugenden Verdrängerpumpen fördern den heißen Stärkebrei kontinuierlich und weitgehend unabhängig von Druckschwankungen und schaffen damit die Grundlage für einen stabilen und reproduzierbaren Leimauftrag. Entscheidend für den Erfolg der Umstellung waren mehrere gezielte konstruktive und werkstoffliche Anpassungen, die exakt auf die Eigenschaften des Mediums abgestimmt wurden. Die Förderung erfolgt drehzahlproportional, sodass der Volumenstrom direkt von der Rotorendrehzahl abhängt. Dadurch lässt sich die benötigte Menge an Stärkebrei präzise und reproduzierbar dosieren, was eine gleichmäßige Beschickung der Streichanlage ermöglicht. Zum Einsatz kamen Drehkolben mit dreiflügeliger Wendelgeometrie, die Pulsationen deutlich reduzieren und die Scherbelastung minimieren. Auf diese Weise wird das empfindliche Stärkegemisch besonders schonend transportiert und seine funktionellen Eigenschaften bleiben erhalten. Für die Kolben wurde Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM) gewählt, da dieses Material eine hohe thermische und chemische Beständigkeit aufweist. So wird ein vorzeitiger Materialabbau auch bei rund 80 °C heißem Stärkekleister zuverlässig vermieden. Zusätzlich ist das Pumpengehäuse mit Edelstahl ausgekleidet, um es dauerhaft vor Korrosion durch das aggressive Medium zu schützen und die Standzeit der Pumpe deutlich zu verlängern. Ein weiterer sicherheitsrelevanter Aspekt ist die räumliche Trennung von Pumpen- und Getrieberaum, die verhindert, dass das Medium in den Antrieb eindringt. Dies erhöht die Betriebssicherheit auch bei dauerhaft anspruchsvollen Einsatzbedingungen.
Ergänzend wurden gekapselte Gleitringdichtungen eingesetzt, die weniger anfällig für das Verkleben durch den klebrigen Stärkebrei sind und längere Wartungsintervalle ermöglichen. Der groß dimensionierte Gehäusedeckel erleichtert darüber hinaus den Zugang zum Pumpenraum, sodass Reinigungs- oder Servicearbeiten durchgeführt werden können, ohne das Gehäuse oder die angeschlossenen Rohrleitungen demontieren zu müssen. Insgesamt installierte die Papierfabrik drei TORNADO® Drehkolbenpumpen, von denen eine als Redundanz für Wartungs- oder Reinigungsarbeiten vorgesehen ist. Durch den Einsatz der Drehkolbenpumpen konnte die Förderung des Stärkebreis vollständig stabilisiert werden. Pulsationen treten nicht mehr auf, Kavitation wird vermieden und die drehzahlabhängige Förderung ermöglicht eine deutlich präzisere Dosierung als zuvor. Im Vergleich zur früher eingesetzten Kreiselpumpentechnologie profitiert der Betreiber von einer deutlich höheren Prozessstabilität in der Streichanlage, einer verbesserten und gleichmäßigen Papierqualität sowie von reduziertem Wartungsaufwand und verlängerten Standzeiten. Zusätzlich wird ein höherer Wirkungsgrad erreicht, obwohl die neuen Pumpen weniger Platz benötigen als die zuvor installierten Aggregate.
Kontaktieren Sie die Expertinnen und Experten von NETZSCH Pumpen & Systeme, um Ihre Anwendung gemeinsam auszulegen. Wir unterstützen Sie gerne bei der Auswahl und Anpassung der passenden Pumpentechnologie für Ihre Papierherstellung.
TORNADO® T1-F Drehkolbenpumpe
- Medium: Stärkebrei
- Fördermenge: 80 m³/h
- Druck: 1,8 bar
- Drehzahl: 375 U/min
- Temperatur: 80 °C
- Viskosität: 160 mPas
- Sonstiges: Hochkorrosiv, scherempfindlich
