INNOVATIONEN FÜR DIE WERTSCHÖPFUNGSKETTE PAPIER

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X Editorial: Bedeutung multinationaler (europäischer) Forschungsprojekte X Faserbasierte Lösungen für zukunftsfähige Produkte X Neue PTS-Dienstleistungen zur Mineralölmigration X Hochgefüllte Papiere – hochspannende Werkstoffe

I N N O V AT I O N E N F Ü R D I E W E R T S C H Ö P F U N G S K E T T E P A P I E R

BEIM ABWASSERREINIGEN WERTSTOFFE UND ENERGIE GEWINNENDR.-ING. BENJAMIN SIMSTICH IM GESPRÄCH

INNOVATIONEN FÜR DIE WERTSCHÖPFUNGSKETTE PAPIER2 Y PTS NEWS 01/2012

B rauchen wir in der Papierindus-trie Forschung, vor allem brau-chen wir große internationale For-

schungsprojekte?Dazu kann man viele Meinungen hören: Was soll an einem Prozess oder Produkt, woran schon seit über 100 Jahren opti-miert wird, noch erforscht werden? Wa-rum soll eine Branche, von der gesagt wird, sie habe ihren Zenit überschritten hat, noch Geld in die Forschung stecken?Wenn man sich die kommenden Anfor-derungen ansieht, muss die Antwort hei-ßen: Es ist mehr Forschung notwendig.Die heutigen Rahmenbedingungen hei-ßen: Wettbewerb; nicht nur innerhalb der Branche sondern viel stärker außer-halb – Internet und Kunststoffe auf der Produktseite; Pellet-Heizungen und Bio-diesel auf der Rohstoffseite. Hier kann und muss die Forschung helfen.Ein zweiter wichtiger Aspekt der Rah-menbedingungen ist die Strategie der EU: „EU 2050 low-carbon energy future“, die von CEPI sehr gut für unsere Bran-che angepasst und als „2050 Roadmap to low-carbo bio-economy“ veröffentlicht wurde. Hier sind mögliche Wege aufge-zeichnet, auf denen auch unsere Indus-

trie eine interessante und erfolgreiche Zukunft erreichen kann. Dazu bedarf es aber einer koordinierten Anstrengung.Der Sektor braucht eine gute Lobby- und Öffentlichkeitsarbeit, Unterstützung durch die Politik und eine hervorragende Forschung um diese Herausforderungen zu meistern. Diese Forschung braucht die besten Köpfe, klare Ziele und eine kriti-sche Begleitung durch die Industrie so-wie die erforderlichen Ressourcen.Die guten Köpfe sind in unseren Institu-ten und den einschlägigen Hochschulen zu finden. Die Ziele sind zum Teil aus den Roadmaps zu entnehmen, müssen aber auch von der Industrie klar formu-liert werden. Die Forschung benötigt die kritische Begleitung aus der Industrie. Wie sonst können wir unseren Forschern immer wieder aufzeigen, welche Ansätze und Ideen am ehesten umgesetzt werden können.Die Ressourcen sind in unserem Sektor schwierig zu mobilisieren. Die Indust-rie hat ihre Forschungsbudgets deutlich reduziert und ist alleine kaum noch in der Lage, große, risikoreiche Projekte zu stemmen. Die Länder, der Bund und die EU liefern eine ganze Palette an Program-

men zur Unterstützung der Forschung. Wir müssen sie nutzen.Hier ist eine wichtige Rolle der For-schungsinstitute. Sie sind die Organisati-onen, die die Ziele kennen. Sie kennen die Regeln der Unterstützungsprogram-me und kennen auch die Interessen der einzelnen Firmen (sofern gut kommu-niziert wurde). Hier kann die Fachkom-petenz gebündelt werden, denn nur so kann die kritische Masse erzeugt werden, die erforderlich ist um komplexe Themen zu erforschen. Hier wird der Input aus der Industrie mit den Ideen aus Institu-ten und Hochschulen zusammengeführt. Gleichzeitig werden die Ressourcen deutlich vergrößert, wenn ein Konsor-tium aus mehreren Firmen, Instituten und Hochschulen mit der Unterstützung der öffentlichen Hand an einem Projekt forscht. Beispiele dazu gibt es viele, wie das kürzlich aus der Taufe gehobene Pro-ject PowerBonds. Hier arbeiten 15 Pro-jektpartner aus 5 Europäischen Ländern daran, die Ursache für die Festigkeit des Papieres zu verstehen. Dabei werden die Kenntnisse und Verfahren der verschie-denen Institute kombiniert, um die Fein-struktur der Fasern und des Papieres zu beschreiben. So wird man die festigkeits-gebenden Parameter besser beschreiben können um dem Ziel näherzukommen: mit weniger (Fasern) mehr (Papier/Kar-ton) herzustellen − ein wichtiger Schritt zu mehr Ressourcen und Energieeffizienz.Solche Forschung kann nur internatio-nal erfolgen, da einzelne Standorte gar nicht alle erforderlichen Fähigkeiten be-sitzen – weder in den Köpfen noch im Gerätepark. Auch muss eine kritische Masse an Manpower erreicht werden, um letztendlich erfolgreich zu sein. Da das den Rahmen einzelner Forschungs-budgets sprengt, ergibt sich ein zweites Argument für internationale Konsortien. Zudem arbeiten viele der Papierkonzerne international, hier ist die internationale Ausrichtung der Forschung eine Selbst-verständlichkeit.Forschung ist notwendig, die Zusammen-arbeit in internationalen Teams wird uns ein Stück näher zur „low-carbon bio-eco-nomy“ bringen.

EDITORIAL

BEDEUTUNG MULTINATIONALER (EUROPÄISCHER) FORSCHUNGSPROJEKTE

Heiner GrussenmeyerDirektor Group R&D Stora Enso

INNOVATIONEN FÜR DIE WERTSCHÖPFUNGSKETTE PAPIER PTS NEWS 01/2012 Y 3

Die Herausforderungen von Heu-te und Morgen lassen sich in vier Begriffen zusammenfassen:

Klimawandel, demografischer Wandel, Ressourcenknappheit und die Entwick-lung zur digitalen Gesellschaft. Dank ihrer Nachhaltigkeit spielen faserbasierte Produkte eine Schlüsselrolle, um diese Herausforderungen zu meistern. Vor die-sem Hintergrund hat das Management-team der PTS in den vergangenen zwei Jahren eine neue strategische Ausrich-tung erarbeitet: Innovationen schaffen, um Unternehmen aller Branchen bei der Entwicklung und Anwendung von mo-dernen faserbasierten Lösungen zu hel-fen. Der Schwerpunkt liegt auf Papieren, Verpackungen, neuen industriellen An-wendungen sowie der nachhaltigen Ver-fügbarkeit und dem effizienten Einsatz von Ressourcen. Damit trifft die PTS den Bedarf unseres Sektors, wie ihn die CEPI in ihrer aktu-ellen „2050 Roadmap to a low-carbon bio-economy“ beschrieben hat: der Fo-kus werde in Zukunft noch viel stärker auf nachhaltigem Konsum und Recycling liegen, um die Ressourceneffizienz wei-ter anzutreiben und CO2-Emissionen zu reduzieren. Der Forst-, Holz- und Papier-sektor bietet beste Voraussetzungen, um wesentliche Beiträge bei der Entwicklung einer Bioökonomie und für eine nachhal-tige Rohstoffversorgung zu leisten.

Papiere - Zukunftsfähige Produkte undProzesseAls nachhaltiges Produkt mit einzigar-tigen haptischen und visuellen Eigen-schaften können grafische Papiere im Wettbewerb mit elektronischen Medien bestehen. Wir helfen bei der Entwick-lung zukunftsfähiger Produkte und Pro-zesse. Ein entscheidendes Element ist die umweltgerechte Gestaltung von Printpro-dukten. Dies beinhaltet exzellente Be-druckbarkeit, optimale Eigenschaften der Rohpapiere sowie der effiziente Einsatz von Fasern, Pigmenten, Additiven, Was-ser, Energie und Luft. Ein weiteres Ker-nelement ist, Reststoffe nicht als Abfalls zu sehen, sondern für die Wertstoff- und Energiegewinnung zu nutzen.

Überzeugende VerpackungslösungenPapier ist das umweltverträglichste Ver-packungsmedium. Es besticht durch gute Bedruckbarkeit und flexible Einsatzmög-lichkeiten. Wir helfen bei der Entwick-lung von Produkten, die am Point-of-Sale überzeugen, zum Beispiel mit hochwerti-gen haptischen Effekten wie Cool Touch oder mit optischen Spezialeffekten wie Multi Colour. Neue und bessere Barrie-resysteme müssen entwickelt werden, da die Anforderungen nach Schutz ge-gen unerwünschte Inhaltsstoffe erheb-lich zunehmen. Produktfälschungen und Produktpiraterie sind weltweit in nahezu allen Märkten zu einem großen ökono-mischen Problem geworden. Dies führt zu einem Bedarf nach einer immer kom-plexeren fälschungssicheren Kennzeich-nung von Produkten. Eine wachsende Bedeutung für Konsumenten hat zudem die Gestaltung von umweltgerechten und nachhaltigen Verpackungsprodukten.

Faserbasierte Lösungen für neue industrielle AnwendungenFaserverbunde ermöglichen völlig neue Anwendungen − ressourcenschonend, nachhaltig und ökoeffizient. Wir bringen unser Wissen um die Fasereigenschaften in diese Zukunftsmärkte ein. Zusammen mit ihren Kunden entwickeln wir neue Leichtbaumaterialien für Elektromobilität und Bauwesen. Neue Herstellungsverfah-ren ermöglichen die Produktion von Ke-ramik, Metallen und Polymerwerkstoffen auf Basis von Sinterpapieren. Spezialpa-piere mit adsorptiven Eigenschaften kön-nen zur Wasseraufbereitung und Wärme-speicherung genutzt werden, thermische Beständigkeit ermöglicht den Einsatz von Papier als Brandschutzmaterial und Spe-zialbeschichtungen gewährleisten eine elektromagnetische Schutzfunktion.

Nachhaltige Verfügbarkeit und effizienter Einsatz von RessourcenZunehmende Verknappung und Nut-zungskonkurrenz von Rohstoffen sind eine der größten globalen Herausforde-rungen. Wir helfen mit unserer Kompe-tenz beim effizienten Einsatz und der nachhaltigen Sicherung von Ressourcen.

Beispielsweise mit der Nutzbarmachung von Reststoffen durch stoffliches Recy-cling und neue Aufbereitungsverfah-ren, durch nachhaltige Reduzierung des Energieverbrauchs und Optimierung von Wasserkreisläufen. Innovative Konzep-te für Abwasserreinigung, Verringerung von Emissionen sowie die Konzeption und Begleitung von Ökobilanzen ergän-zen dieses Portfolio. Von der Idee bis zur UmsetzungWir unterstützen unsere Kunden in jeder Phase des Entwicklungsprozesses. In der Konzeptphase werden Ideen für neue Produkte und Prozesse – von Anwendern oder aus PTS-eigener Forschung –mit den Kunden evaluiert und Lösungsan-sätze erarbeitet. In der Entwicklungspha-se entsteht in einem Stufenprozess die Wissensplattform für neue Produkte und Prozesse bis hin zum Pilotmaßstab– me-thodisch exakt, wirtschaftlich und für den Kunden jederzeit transparent. In der Implementierungsphase unterstützen wir unsere Kunden bei der Einführung von Produkten und Prozessen – neutral und vertraulich.

FASERBASIERTE LÖSUNGEN FÜR ZUKUNFTSFÄHIGE PRODUKTENEUE STRATEGISCHE AUSRICHTUNG UND NEUER MARKTAUFTRITT DER PTS

Dr. Frank MiletzkyVorstandsvorsitzender der PTS 0049 89 12146-184 [email protected]


Die Papiertechnische Stiftung wurde am 21. September 2011 in Brüssel für ihr Forschungs-

projekt „Bewertung des Einflusses der Altpapierqualität auf die Effizienz von Deinking-Anlagen als Basis für eine dy-namische Optimierung“ mit dem Euro-pean Paper Recycling Award des Euro-pean Recovered Paper Council (ERPC) ausgezeichnet. Die langjährigen For-schungsarbeiten der PTS auf dem Gebiet des Altpapierrecyclings fanden mit dieser Auszeichnung hohe internationale Aner-kennung. Das Ziel des Forschungsprojektes war es, neue Möglichkeiten zur Verbesserung der Prozesssteuerung beim Deinking durch das Online-Monitoring der Altpapierzu-führung aufzuzeigen. Dafür wurde von der PTS ein online-NIR-Messsystem ent-wickelt, das es ermöglicht, die Altpapier-zusammensetzung kontinuierlich online qualitativ und quantitativ zu bestimmen. Mit dem Messverfahren können die Zu-sammensetzung nach Papiersorten, der Aschgehalt, die Feuchte und die Anwe-senheit von Flexodruckzeitungen be-stimmt werden. Durch die Bestimmung der Altpapier-zusammensetzung schon vor dem Ein-trag in die Stoffaufbereitung ergibt sich die Möglichkeit, auf Änderungen der Zusammensetzug zu reagieren und Pro-zessstufen beim Deinking optimal auf Qualitätsschwankungen des Rohstoffs

abzustimmen.Die Hersteller grafischer Papiere erhalten durch das Online-Monitoring des Altpa-piers ein Instrument, mit dessen Hilfe sie eine höhere Konstanz ihrer Produktions-prozesse und eine höhere Produktqua-lität erreichen können. Weitere Anwen-dungsmöglichkeiten des Messverfahrens liegen in der Altpapierwareneingangs- und Ausgangskontrolle bei den Papierfa-briken und Altpapierzulieferern.Die PTS-Mitarbeiter Dr. Enrico Pigorsch und Dr.-Ing. Johannes Kappen nahmen die Auszeichnung stellvertretend für das Projektteam in den Räumen des Europä-ischen Parlaments in Brüssel von Eija-Ri-

itta Korholoa, Mitglied des Europäischen Parlaments und Vizepräsidentin des Ständigen Ausschusses für Binnenmarkt und Verbraucherschutz sowie Herrn Ul-rich Höke, Vorsitzender des European Re-covered Paper Council, entgegen.Das Projekt IGF 15905 BG wurde vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie über die AiF finanziert im Programm zur Förderung der „Indust-riellen Gemeinschaftsforschung (IGF)“ gefördert und den beteiligten Papierfabri-ken Kübler & Niethammer AG, Papierfab-rik Kriebstein in Kriebstein, UPM GmbH in Augsburg und RTT Steinert GmbH in Zittau unterstützt.

PTS MIT EUROPEAN PAPER RECYCLING AWARD AUSGEZEICHNETWÜRDIGUNG DER PTS-ARBEITEN AUF DEM GEBIET DES ALTPAPIERRECYCLINGS

Dr.-Ing. Johannes Kappen, Eija-Riitta Korholoa, Dr. Enrigo Pigorsch (von links nach rechts)

EUROPEAN DECLARATION ON PAPER RECYCLING 2011 - 2015Auf der European Paper Week im No-vember 2011 stellte das European Re-covered Paper Council in Brüssel die neue Deklaration vor. Als neues Ziel wurde für 2015 eine Recyclingquote in Europa von 70% postuliert. EU-Umweltkommissar Janez Potočnik be-tonte, die Deklaration liege voll auf der Linie der EU, eine Kreislaufwirtschaft zu initiieren, in der Abfall als eine Res-source genutzt wird.In der durch 12 europäische Organi-sationen getragenen Erklärung wurde

auch eine neue Begrifflichkeit eingeführt. Sie steht im Zusammenhang mit der „End of Waste“-Diskussion und der Überarbei-tung der EN 643: Anstelle von „Reco-vered Paper“ soll zukünftig von „Paper for Recycling“ gesprochen werden. Dies beihaltet das erfasste Altpapier, das für Zwecke des Recyclings im Papierkreislauf verwendet wird, schließt also eine ther-mische Verwertung aus. Die Declaration steht auf folgender Website zur Verfü-gung: http://www.paperforrecycling.eu/publications/erpc-publications.


DER NATUR ABGESCHAUTANA IVETTE HERNANDEZ CASTILLO ERFORSCHT DAS POTENZIAL VON ALGEN

Ein langer Weg zur PTS war es im wörtlichen Sinn, den Ana Ivette Hernandez Castillo für Ihre Mas-

terarbeit zurückgelegt hat. In Mexiko geboren, studierte Sie an der Universi-dad Veracruzana Chemieingenieurwesen und schloss mit dem Bachelor ab. Wäh-rend ihres Studiums lernte sie auf einem 6-monatigen Austauschaufenthalt an der Fachhochschule Aachen bereits Deutsch-land kennen. „Als ich mich entschieden hatte, den Master zu machen, habe ich sofort an Deutschland gedacht und mich für ein Stipendium an der TU München beworben, da die TU München einen sehr guten Ruf hat“, erzählt die mexikanische Studentin. Ein weiterer wichtiger Grund war Ihr Interesse an Umweltthemen, für die in Deutschland eine sehr breite und gute Ausbildung geboten werde. Ihre Wahl fiel dann auch auf das Fachgebiet Umweltingenieurwesen. „Mexiko hat ein großes Wasserproblem, sowohl hinsicht-lich der Verfügbarkeit, aber auch mit der Wasserverschmutzung. Hier möchte ich mich gerne weiterentwickeln und meine Kenntnisse dann auch praktisch einset-zen“, beschreibt Ana Ivette Hernandez Castillo ihre Motivation.Ihre Masterarbeit wollte sie gerne in ei-nem Unternehmen machen, um gleich praktische Erfahrungen zu sammeln. Eine Ausschreibung an der TU München führte dann dazu, dass sie sich bei der PTS-Mitarbeiterin Gabriele Weinberger bewarb. Die Aussicht, in dem europä-ischen Forschungsprojekt ALBAQUA mitarbeiten zu können, sei besonders at-traktiv gewesen. Die Mexikanerin schätzt das internationale Umfeld und setzt auch gerne Ihre Sprachkenntnisse ein.ALBAQUA steht für kombinierte Abwas-serreinigung mit Algen und Bakterien für Abwässer hoher Umweltqualität. Die Idee zum Einsatz von Algen, bei dem man Prozesse der Natur auf die biologi-sche Abwasserreinigung adaptiert, ist in einem PTS-internen Ideenworkshop als vollkommener neuer Ansatz entstanden. In der Masterarbeit wurden dazu unter-schiedliche Teilaspekte untersucht. „Ich wollte in meiner Arbeit herausfin-den, ob die Algen genügend Sauerstoff

produzieren, so dass auf eine teure ex-terne Belüftung verzichtet werden kann“ erläutert Ana Ivette Hernandez Castillo ihre Arbeit. Ein weiterer Vorzug sei, dass die Abwasserreinigungsanlagen durch den Einsatz von Algen deutlich weniger CO2 emittierten. Die Ergebnisse können sich sehen lassen: die Algen produzieren ausreichend Sauerstoff für die bakterielle Tätigkeit, so dass auch ohne externe Be-lüftung die BSB-Belastung des Abwassers um bis zu 80% reduziert werden konnte. Damit erreiche man ähnliche Werte wie bei der konventionellen biologischen Ab-wasserreinigung. Gabriele Weinberger weist darauf hin, dass dieser neue Prozess noch einige Op-timierungsmöglichkeiten biete, so dass die Reinigungseffizienz weiter erhöht werden könne. In einem ersten großtech-nischen Versuch in einer slowenischen Papierfabrik in Ljubljana im Sommer dieses Jahres konnte der BSB um nahezu

100%ig abgebaut werden. „Jetzt wollen wir diese neue Technologie weiterentwi-ckeln, mit dem Ziel, diese mittelfristig in die aerobe Abwasserbehandlung breit einzuführen“, erklärt die PTS-Wissen-schaftlerin. Ein Nachfolgeprojekt hierfür sei bei der EU bereits beantragt.Eine positive Bilanz zieht Ana Ivette Hern-andez Castillo nicht nur für ihre Masterar-beit sondern auch für Ihre Tätigkeit in der PTS: „Ich konnte durch die tägliche Ar-beit im Labor, die vielen Messungen und durch den Austausch mit den Kollegen sehr viel praktische Erfahrung sammeln“ begeistert sich die Mexikanerin.Die Masterarbeit ist geschrieben - was sind jetzt die weiteren Pläne? „Am liebsten möchte ich noch einige Jahre in Deutschland oder einem anderen eu-ropäischen Land weitere Erfahrungen sammeln und dann nach Mexiko zurück-gehen“, beschreibt die 26jährige ihre Zu-kunftspläne.

Gabriele Weinbegrer (links) mit Ana Ivette Hernandez Castillo (rechts)


Erarbeitung eines neuen Themen-gebietes, Dissertation, Familien-gründung, Geburt eines Sohnes

- über mangelnde Herausforderungen konnte Dr. Benjamin Simstich in den ver-gangenen Jahren nicht klagen. Dabei ist es gerade einmal sechs Jahre her, seit der Chemie-Ingenieur an der TU München in Garching sein Studium abgeschlossen hat und bei der PTS seine Berufslaufbahn begann.„Auf die PTS aufmerksam gemacht hat mich Professor Harald Grossmann“, er-innert sich Dr. Benjamin Simstich. „Ich hatte 2004 seine Vorlesung Papiertechnik an der Hochschule München als Wahl-fach gehört und Professor Grossmann warb mit den guten Möglichkeiten, an der PTS Diplomarbeiten und Praktika zu machen“.Es wurde dann eine Diplomarbeit zur Simulation von Druckfarbenpartikeln im Wasserkreislauf. Die Erfahrungen in der PTS waren so positiv, dass er direkt nach erfolgreichem Abschluss der Arbeit als Projektleiter in der PTS-Abteilung Wasser und Energie startete. „Mein damaliger Abteilungsleiter, Dr. Hans-Jürgen Öller, setzte mich auf ein Thema an, das bis heute mein Schwer-punkt geblieben ist: der Einsatz der Mem-brantechnik zur Abwasserreinigung in der Papierindustrie“, berichtet der 32jäh-rige. Damals habe es nur vereinzelte An-wendungen in Papierfabriken gegeben und es sei gängige Meinung gewesen, dieses Verfahren wäre zu teuer und wenn überhaupt dann nur in ganz speziellen Fällen einsetzbar. Grundsätzlich stimme das teilweise auch, aber gerade in der Pa-pierindustrie gäbe es häufig gute Rand-bedingungen, um diese Technologie auch wirtschaftlich erfolgreich einzusetzen, betont der Membranexperte: „Die Reini-gungsleistung der Membrantechnologie ist beeindruckend überlegen: selbst aus höchstbelasteten Abwässern lässt sich Trinkwasserqualität erzeugen“. In den meisten Fällen sei eine derart hohe Reini-gungsqualität jedoch nicht erforderlich. Wenn allerdings nur sehr wenig Wasser verbraucht werden dürfe, beispielsweise in Südeuropa während der Sommermo-

nate, reiche es nicht mehr aus, nur Fest-stoffe abzufiltern. Dann müssten auch Ionen aus dem Abwasser abgetrennt werden. Auch für manche Kommune, die beispielsweise Badewasserqualität errei-chen müsse und deren Abwässer in ein empfindliches Ökosystem eingeleitet er-den müssten, sei eine solche aufwändige Anlagentechnik geeignet.„Ökonomisch richtig interessant wird der Einsatz von Membranen durch einen zweiten möglichen Vorteil, nämlich Wert-stoffe aus dem Abwasser zu gewinnen, beispielsweise Streichfarbenpigmente“, erläutert der Wissenschaftler. Damit lie-ge diese Technologie auch voll im Trend der Entwicklung der Papierindustrie hin zu einer Bioökonomie, die aus den ein-

gesetzten Ressourcen maximale Wert-schöpfung erzielt.Für die PTS sieht Dr. Benjamin Simstich gute Chancen für gemeinsame Auftrags-forschungsprojekte mit Herstellern von Membrananlagen. Die PTS kenne sehr gut die Besonderheiten in Papierfabri-ken, wie hohe Betriebstemperaturen oder Kalkablagerungen sowie deren Effekte auf den Membranprozess. „Mit diesem Wissen können wir den Herstellern von Membrananlagen helfen, ihre Produkte optimal an die Verhältnisse in der Papier-produktion anzupassen oder auch völlig neue Produkte zu entwickeln.“, erläutert der PTS-Mitarbeiter. Um das Informationsdefizit in der Pa-pierindustrie für diese interessante An-

BEIM ABWASSERREINIGEN WERTSTOFFE UND ENERGIE GEWINNENEIN GESPRÄCH MIT DR.-ING. BENJAMIN SIMSTICH

Dr.-Ing. Benjamin Simstich im Labor der PTS in München


wendung abzubauen, konzipierte Dr. Benjamin Simstich 2007 einen Workshop für Teilnehmer aus Papierfabriken und Anlagenbauunternehmen. Die Resonanz war derart groß, dass daraus im folgen-den Jahr das PTS-Seminar „Membran-technik in der Papierindustrie“ entstand. Es stieß aus dem Stand heraus mit über 50 Teilnehmern auf sehr hohe Nachfrage. Kooperationspartner bei diesem Seminar ist die Deutschen Gesellschaft für Mem-brantechnik DGMT e.V. Im Mittelpunkt standen und stehen aktuelle Anwendun-gen der Membrantechnik, Lösungen für Probleme beim Einsatz in neuen Anwen-dungsgebieten und ein Ausblick auf zu-künftige Entwicklungen. „Das nächste Seminar steht vor der Tür, es wird vom 11. bis 12. Juni in der PTS in München stattfinden. Außer neuen Verfahren und Praxisbeispielen wird es in diesem Jahr einen wichtigen Vortragsblock mit aktu-ellen Ergebnissen aus Forschung & Ent-wicklung geben“, macht der Veranstal-tungsleiter neugierig.Die generelle Richtung der Weiterent-wicklung laute Ressourceneffizienz; nicht nur in Bezug auf Wasser, sondern auch hinsichtlich Energie- und Wertstoff-gewinnung. So könne man mit Anae-rob-Reaktoren Biogas gewinnen, das sei bekannt, aber nur unter engen Rahmen-bedingungen möglich. Die Kombination mit einer Membranstufe eröffne dagegen den Anaerob-Reaktoren ein deutlich wei-teres Anwendungsgebiet. Ein klassisches Problem beim Einsatz von Anaerobre-akoren sei der Verlust von Mikroorganis-men, die über das abgeleitete Abwasser ausgetragen werden. „Dank der Mem-brantechnologie können diese Mikroor-ganismen im Anaerobreaktor zurück ge-halten werden“, beschreibt Dr. Benjamin Simstich die Vorteile dieses sogenannten Membran-Bioreaktors (MBR).Anaerobe biologische Prozesse sei-en allerdings empfindlicher gegenüber Schwankungen als aerobe Prozesse und so gäbe es noch eine Reihe ungeklärter Fragen und damit entsprechenden For-schungsbedarf. Im Themenfeld dieser MBR-Technologie hat Dr. Benjamin Simstich 2010 mit sei-ner Promotion begonnen. „Mein Interes-se galt einem speziellen Aspekt, nämlich den mit etwa 40-50°C recht hohen Pro-zesstemperaturen in der Papierindust-

rie“, erläutert der im Februar 2012 frisch gebackene Doktor der Ingenieurwissen-schaften. Bei diesen hohen Temperaturen würde ein Großteil der klassisch einge-setzten Mikroorganismen absterben. Das Wasser herunterzukühlen und nach Reinigung wieder auf Prozesstemperatur zu erwärmen, sei jedoch eine Energiever-schwendung. „Meine grundlegende Idee war es, im Wasserkreislauf, wie er in der Papierfabrik vorliegt, ein kompaktes Ag-gregat einbauen zu können, mit dem das Wasser von den wichtigsten Störstoffen gereinigt werden kann“, beschreibt Dr. Benjamin Simstich seinen Ansatz. Ermöglicht wird dies mit sogenannten thermophilen, aeroben Mikroorganis-men, die derartige und sogar noch höhe-re Temperaturen überstehen. Sie haben allerdings die unerwünschte Eigenschaft, dass sie einen sehr feinen Schlamm bil-den. Dieser führt zu einer Verdichtung der Feststoffschicht auf der Membrano-berfläche und erhöht den Druckverlust der Filtration. „Damit stand zu befürch-ten, dass ein nur sehr geringer oder so-gar gar kein stabiler Durchfluss durch die Membran zu erzielen ist“, erläutert der Membranexperte das größte technische Risiko des Projektes. Am Ende lautete das Ergebnis jedoch: „Es funktioniert!“ Der Fluss durch die Membran ist zwar etwas geringer als bei dem klassischen mesophilen MBR, aber immer noch hoch genug für eine potentiell wirtschaftliche Umsetzung. Damit konnte erstmalig der technische Machbarkeitsnachweis für diese Verfahrensvariante in der Papierin-dustrie erbracht werden. Das gewonnene Abwasser ist absolut feststofffrei, Calcium-, CSB- und BSB-arm und kann direkt wieder eingesetzt werden an den Spritzdüsen oder an der Papierma-schine. Zudem hat es bereits die benötigte hohe Temperatur. Damit ist bei gleichblei-bender Kreislaufwasserqualität eine weit-gehende Reduktion des Wasserbedarfes möglich. Da somit weniger Frischwasser aufgeheizt werden muss, kann gleichzei-tig der Energieverbrauch für die gesamte Papierfabrik verringert werden.„Die Kombination aus klassischer aero-ber Reinigung, Membrantechnologie und thermophilen Bakterien zu einem neuen Verfahren, dem thermophilen Membran-Bioreaktorverfahren, kurz TMBR, hatte mich sofort gepackt“, begeistert sich der

Wissenschaftler noch heute, denn diese Idee war in der speziellen Ausführung tatsächlich völlig neu. Grundlegende Ar-beiten hierzu führte der Membranexper-te in dem vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie geförderten Forschungsprojekt IGF 16063 durch. Der Titel des Projektes war „Einsparung von Energie und Wasser in der Papierindustrie durch Weiterentwicklung des thermophil betriebenen, getauchten MBR-Verfahrens zur integrierten Teilstromreinigung von Deinkingabwässern“.Aufbauend auf diesen Arbeiten erfolgte dann die Dissertation an der Technische Universität München am Lehrstuhl für Siedlungswasserwirtschaft bei Professor Harald Horn. „Ich habe durch die Promo-tion sehr viel über die prinzipielle wis-senschaftliche Herangehensweise und Arbeitssystematik gelernt“, sagt Dr. Ben-jamin Simstich. Besonders reizvoll sei es gewesen, das gleiche Thema einmal aus dem grundlagenorientierten, am reinen Wissensgewinn interessierten Blickwin-kel der Universität und zugleich mit dem anwendungsbezogenen, auf unmittelba-ren Nutzen für die Industrie ausgerichte-ten Blick der PTS zu bearbeiten.Und welche Pläne gibt es für die Zukunft? Nachdem schon die Elternzeit für einen Großteil der Promotionsarbeit herhalten musste, bleibt zunächst einmal mehr Zeit für den zweijährigen Nachwuchs. „Ich bin schon gerne Vater“, macht Dr. Ben-jamin Simstich deutlich. Beruflich wird die Membrantechnik ein Schwerpunkt bleiben, ergänzt und verstärkt um rege-nerative Energiequellen wie Biogas. Ganz aktuell steht ein neuer Forschungsantrag auf der Arbeitsliste zum Thema „Neue Produkte aus Reststoffen“ - es bleibt also spannend!

Dr.-Ing. Benjamin Simstich 0049 89 12146-388 [email protected]


W as bedeutet Nachhaltigkeit und warum ist Sie für mein Unternehmen wichtig? Wo

stehe ich im Vergleich zu meinen Wett-bewerbern? Wie kann ich Nachhaltig-keit bewerten und kommunizieren? Die PTS greift diesen Bedarf auf und bietet Workshops speziell für Unternehmen der Papiererzeugung und Papierverarbeitung an. Diese Workshops sind auf die indivi-duellen Bedürfnisse Ihres Unternehmens maßgeschneidert.

Inhaltliche Schwerpunkte• Komprimierter Überblick zur Nachhal-

tigkeitsthematik • Vermittlung aktueller Trends und Ent-

wicklungen in Ihrer Branche

• Bewertung und Einordnung der Ist-Situation Ihres Unternehmens unter Nachhaltigkeitsgesichtspunkten

• Bedarfsorientiertes Nachhaltigkeits-Benchmarking

• Beratung bei der Entwicklung eines Aktionsplanes zur Zielerreichung

• Begleitung bei der Umsetzung im Un-ternehmen (gesondert bei Bedarf)

Nutzen für Ihr Unternehmen• Verbesserte Wettbewerbsfähigkeit und

positives Unternehmensbild• Wissensgenerierung für strategische

Planungen und Entscheidungen• Sicherstellung der Nachhaltigkeit im

Unternehmen

PTS-INHOUSE-WORKSHOP „SUSTAINABLE COMPANY“

• Kostenvorteile durch nachhaltigere Produkte und Prozesse

• Erhöhte Akzeptanz bei Kunden und Endverbrauchern

Dr. Günter Müller 0049 89 12146-566 [email protected]

Ökonomie Ökologie Soziales

Wirtschaft Ressourcen Umwelt Gesellschaft

Interaktion

Indi

kato

ren

Bere

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Säul

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• Kostenbetrachtung• Wettbewerbsfähigkeit• Image/Brand• Wertbeitrag• ...

• Faserstoffe• Wasser• Energie• Abfall• Chemikalien/Additive• Recycling• Transporte• Reststoffverwertung• ....

• Emissionen• Carbon Footprint• Water Footprint• Label/Zertifikate• Food Safety• Kompostierbarkeit• Ecodesign• Landverbrauch• ....

• Weiterbildung• Qualifizierung• Einkommen• Arbeitsplatzsicherung• Mitarbeitermotivation• ...

PTS-BERATUNG: GÜNSTIG MIT NEUEN FÖRDERMITTELN

Das Programm „go-Inno“ des BMWi fördert mit Innovations-gutscheinen externe Beratung

für Unternehmen und deckt 50 % der Beratungsleistung ab. Nutzen Sie diese Chance, um Ihre Innovationskraft und Wettbewerbsfähigkeit zu erhöhen!Dienstleistungen der PTS• Ermittlung/ Darstellung der Stoff-

ströme für einen Produktionsprozess• Potenzialanalyse (PA)

(max. 3 Monate, max. 17.000 €) o Ermittlung der Materialverluste o Erfassung von Recyclingmöglich-

keiten

o Ableitung von Maßnahmen zur materialeffizienten Produktgestal-tung und zur Materialsubstitution

• Vertiefungsberatung VB (max. 9 Monate, PA+VB=80.000 €)

• Maßnahmenplanung • Umsetzungsbegleitung

Nutzen für Ihr Unternehmen• Verbesserung der Rohstoff- und Ma-

terialeffizienz• Reduktion des Ressourcenverbrauchs• Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit• 50% der Beratungsleistung werden

gefördert

Ansprechpartner: Dr. Günter Müller (Tel 089-12146-566) Holger Jung (Tel 089/12146-131)

Beratungsverlauf

Einsparvermutung

Potenzialanalyse (PA)

Vertiefungsberatung (VB)


I n den letzten Jahren wurde viel ge-forscht, um den Energie- und Roh-stoffeinsatz zur Papiererzeugung zu

verringern, ohne dass sich die mechani-schen und optischen Eigenschaften ver-schlechtern. Ein möglicher Ansatzpunkt hierfür sind niedrigere Flächengewichte bei gleichbleibender Dicke – also eine geringere Dichte des Papiers. Flächenge-wichtseinsparungen sind eine Möglich-keit, die Herstellungskosten von Papier und Karton zu senken und eine nachhal-tige Produktion zu sichern.Ein geringeres Flächengewicht birgt je-doch bekanntlich auch einige Nachteile: Bei Druckpapieren beispielsweise sin-ken die Bahnsteifigkeit und Festigkeit. Ein weiteres Problem ist der Opazitäts-verlust, der sich auf das optische Er-scheinungsbild des Druckerzeugnisses auswirkt. Um eine ausreichend hohe Opazität zu gewährleisten, muss der An-teil der Faserfeinstoffe und mineralischen Füllstoffe im Stoffeintrag erhöht werden. Einige dieser Partikel können jedoch die Anzahl der wirksamen Bindungen im Pa-pierblatt verringern, was weitere Festig-keitsverluste bedeutet. Das größte Problem ist jedoch, dass man nicht genug darüber weiß, welche Rol-le die Festigkeit eigentlich für das Leis-tungsverhalten des Papiers in den ver-schiedenen Endanwendungen spielt. Hauptziel von PowerBonds, einem von Januar 2012 bis Dezember 2014 laufen-den neuen Projekt des WoodWisdom-Net, ist es deshalb, den Einfluss der Festigkeit zu klären und daraus Schluss-folgerungen für Flächengewichtsreduzie-rungen abzuleiten. Durch Verbesserung der Festigkeit und Bindungseigenschaf-ten der Fasern sollen neue Produkte entwickelt und die mechanischen Nach-teile des Werkstoffs Papier gegenüber anderen, weniger nachhaltigen Materia-lien weiter kompensiert werden. Das zu erarbeitende Wissen soll Produkte mit neuen Funktionseigenschaften ermög-lichen, nach denen die Papierbranche heute sucht, um langfristig ihre Zukunft sichern zu können. Neue Einsatzmög-lichkeiten für Papierprodukte (z. B. in der Landwirtschaft, zur Energiespeicherung,

für gedruckte Elektronik) außerhalb der traditionellen Anwendungsgebiete wer-den dringend gebraucht.Die Arbeiten in dem Forschungsprojekt gehen in mehrerlei Hinsicht über den ge-genwärtigen Stand der Technik hinaus: An erster Stelle zu nennen ist die Ver-bindung der verschiedenen Größenska-len vom Feinstrukturbereich bis hin zur Größenordnung industriell hergestellter Produkte durch geeignete Simulations-techniken. Messungen auf Faser- und Faserbindungsebene werden vermutlich erstmals direkt in detaillierte Mikro-struktursimulationen einfließen, um die Haupteigenschaften von Papiererzeug-nissen zu erforschen und vorherzusa-gen. Damit lassen sich Kosten sparen, der Materialeinsatz optimieren und die gewünschten Produkteigenschaften ver-bessern.Ein weiterer wesentlicher Aspekt des Projektes ist der Einsatz von Methoden der Mikro- und Nanorobotik zur Faser-charakterisierung. Diese neue Technolo-gie soll in Versuchen neue Erkenntnisse zur Wirkungsweise von Faserbindungen liefern. Neben herkömmlichen Fasern sollen mit dieser Technik auch modifi-zierte und funktionalisierte Spezialfasern sowie ausschließlich durch Verfahren der Fraktionierung, Mahlung und chemi-schen Modifizierung erzeugte Faserstoffe analysiert werden.

Das WoodWisdom-Net wurde 2004 ins Leben gerufen. Hauptziel ist die Weiterentwicklung der forstba-sierten Industrie Europas vom roh-stoffintensiven Wirtschaftszweig zu einer wertschöpfenden, wissensin-tensiven, innovativen und internati-onal wettbewerbsfähigen Industrie, die auf der nachhaltigen Nutzung nachwachsender Rohstoffe basiert. Die Projekte des WoodWisdom-Net beschäftigen sich mit Themen aus der gesamten Wertschöpfungskette der forstbasierten Industrie - von der Forstwirtschaft über Holzentstehung und Logistik, Holzeigenschaften und Faserstoffforschung bis hin zu holzbasierten Werkstoffen und Pro-dukten sowie dem Holzeinsatz im Bauwesen.

The PowerBonds networkCoordinator: Tampere University ofTechnology, Finnland

Åbo Akademi University, Finnland

Graz University of Technology, Österreich

Grenoble INP-LGP2, Frankreich

INNOWEP GmbH, Deutschland

Munksjö Arches SAS, Frankreich

OFFIS Institute for Information Technology, Deutschland

Papeteries Emin Leydier, Frankreich

Papiertechnische Stiftung,Deutschland

Royal Institute of Technology, Schweden

Sappi Finland Oy, Finnland

Stora Enso Deutschland GmbH, Deutschland

Stora Enso AB, Schweden

UPM-Kymmene, Finnland

VTT Technical Research Centre ofFinland, Finnland

POWERBONDS: WERTSCHÖPFUNG FÜR PAPIERERZEUGNISSE EU-PROJEKT SOLL FESTIGKEIT VON FASERN UND FASERBINDUNGEN ERHÖHEN

Timo Kuntzsch 0049 3529 551-614 [email protected]


Ein Filmteam drehte am 13./14.09.2011 in der PTS in München und der Papierfabrik

Hamburger Rieger GmbH & Co.KG in Trostberg einen Dokumentarfilm über das EU-Projekt AquaFit4Use (www.you-tube.com/watch?v=LMsTmdNR12A). Dieses internationale Großprojekt ist eines der umfangreichsten, von der Eu-ropäischen Kommission geförderten For-schungsprojekte zum Thema Industrie-prozesswasserrecycling. Ziel ist es, für Branchen mit hohem Wasserverbrauch den Ressourceneinsatz der Herstellung von Papier-, Lebensmittel-, Chemie- und Textilprodukten zu senken. Die PTS koordinierte von Februar bis September 2011 die Durchführung von umfangreichen Pilotversuchen zur Ab-wasserbehandlung. Auf dem Gelände von Hamburger Rieger waren insgesamt acht Pilotanlagen gleichzeitig in Betrieb. Die Anlagenbetreuung erfolgte durch die im Projekt beteiligten Unternehmen Veolia Environment Research & Innova-tion, EnviroChemie GmbH, ITT Water & Wastewater Herford GmbH und die PTS. Eingesetzt wurden hierbei neuste Technologien der aeroben/anaeroben biologischen Reinigung (MBR/UASB), Ozonoxidation, Feststofffiltration (3FM), Eindampfung, Enthärtung (Fällung/Kris-tallisation) und Nanofiltration. Herausragend waren die Dimensionen dieser Pilotversuche sowohl im Hinblick auf die Volumendurchsätze als auch hin-sichtlich der Vielzahl der eingesetzten Rei-nigungsstraßen, da die Verfahren parallel und in Reihe geschaltet betrieben werden konnten. Dadurch ließen sich unterschied-lichste Wasserqualitäten und Lösungen des Wasserrecyclings untersuchen.

Ziel der Pilotversuche war es, die tech-nologische und wirtschaftliche Einsetz-barkeit von Wasserreinigungsverfahren zu untersuchen, die singulär den Stand der Technik widerspiegeln, während für maßgeschneiderte Verschaltungen (Reinigungsstraßen) keine belastbaren Ergebnisse vorliegen. Damit wurden mögliche Lösungen für die zukünftigen Herausforderungen des Wassermanage-ments und der Nachhaltigkeit ausge-arbeitet. Gerade in der Papierindustrie führen spezielle Wasserinhaltsstoffe zu Herausforderungen an die Anlagentech-nik, die hier fokussiert untersucht wur-den. Durch den gleichzeitigen Betrieb zahlreicher unterschiedlicher Verfahren wurde die einmalige Chance genutzt, Effekte/Wechselwirkungen zu studieren, die durch Rückführungen und interakti-

ve Technologieabfolgen ent-stehen.Die Herstellung von Papier benötigt weltweit große Men-gen natürlicher Ressourcen, insbesondere Süßwasser und fossile Energieträger. Die Ge-schichte zeigt, dass die wich-tigste Vorraussetzung für eine Reduktion von Emissi-onen und Ressourceneinsatz

neben den gesetzlichen Rahmenbedin-gungen vor allem die Einführung neuer Technologien ist. In dem Projekt Aqua-Fit4Use wurde an Verfahrenskonzepten für einen sowohl ökonomischen als auch ökologisch sinnvollen Einsatz gearbeitet. Die Ergebnisse liefern einen wertvollen Beitrag für eine zukünftig gesteigerte Ressourceneffizienz der wichtigen Indus-triesparten Papier-, Lebensmittel-, Che-mie- und Textilindustrie.In der verbleibenden Projektlaufzeit bis Mai 2012 werden die umfangreichen Daten und Ergebnisse der Versuche ausgewertet und auf der Website www.aquafit4use.eu in kurzgefassten Projekt-berichten vorgestellt.

PTS WIRD ZUM FILMSET: VIDEO ZUM EU-PROJEKT AQUAFIT4USEPILOTVERSUCHE ZUR INDUSTRIEABWASSERBEHANDLUNG IN EINER PAPIERFABRIK

Von links nach rechts: Peter Hiermeier (PTS), Jonas Napp (Hochschule Bremen), Benjamin Simstich (PTS) und Eva-Maria Mahlmeister (Hochschule München)

Dr.-Ing. Benjamin Simstich 0049 89 12146-388 [email protected]

BESUCHEN SIE UNS AUF DER IFAT

7. - 11. MAI 2012 IN MÜNCHENHALLE B3/STAND 131 (BAYERN INNOVATIV)


Die PTS forscht seit einigen Jah-ren intensiv an der Herstellung und Nutzung von hochgefüll-

ten Papieren (zwischen 30 und 90 Ge-wichts-% Füllstoff). Dabei bestimmt der eingesetzte Füllstoff die Eigenschaften des resultierenden Materials.Jedes hochgefüllte Papier besteht aus zwei Hauptkomponenten: dem zugrun-de liegenden Faserstoff und dem Eigen-schaft gebenden Füllstoff. Mit zusätzli-chen verstärkenden Matrixmaterialien wie Kunststoffe oder Harze kann das Ei-genschaftspotenzial des Werkstoffs noch erweitert werden. Als funktionale Füllstoffe hat die PTS be-reits verschiedene präkeramische Pulver, metallische Pulver und Fasern, adsorp-tive und andere funktionale Füllstoffe erfolgreich eingesetzt. Das Portfolio der verstärkenden Faserstoffe umfasst Zell-stoff, Kunstfasern, Kohlenstofffasern, Glasfasern und viele andere faserartige Materialien.Dem Baukastenprinzip folgend können so einfach und effizient neue Werkstoffe maßgeschneidert werden, zum Beispiel im Bereich der Sintertechnologie, dem Leichtbau oder der Klimatechnologie.

Innovationen und VorteileDie PTS hat bereits erfolgreich verschie-dene mikroporöse Materialien entwi-ckelt, die das volle Eigenschaftspotenti-al des Füllstoffs aufweisen, dabei aber aufgrund der papierartigen Organisation einfach und unkompliziert zu verarbei-ten sind. Die Mikrostruktur des Materials eröffnet dabei völlig neue Anwendungs-felder. Der Papierherstellungsprozess ist gut erforscht und bietet eine wirtschaft-liche Herstellungsalternative für eine Vielzahl am Markt etablierter und neuer Materialien. Der Herstellungsprozess ist nahezu identisch mit dem normalen Pa-pierherstellungsprozess. Daher können bestehende Produktionsstätten zur Pro-duktion genutzt werden.Die Papierindustrie setzt auf Nachhaltig-keit: Papier besteht aus nachwachsenden Rohstoffen und hat einen günstige CO2-

Bilanz. Die Herstellung des hochgefüll-ten Papiers kann auch auf Basis von Re-

cyclingpapier erfolgen. Das senkt zum einen die Produktionskosten und schützt zum anderen die Um-welt.

Aktuelle Forschungs-projekte

• Gemeinsam mit dem Lehr-stuhl für Glas und Keramik der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg bearbeitet die PTS ein Forschungsprojekt zur Entwicklung neuartiger Formgebungsverfahren für die Herstellung von komplexen ke-ramischen 3D-Leichtbaustruk-turen.

• Mit dem Düsseldorfer Institut für Gießereitechnik als Kooperations-partner forscht die PTS nach Einsatz-möglichkeiten von Spezialpapieren in der Gießereitechnik. Die Herstellung von Gießrohrsystemen auf der Basis von Spezialpapieren unter der Nut-zung der Wickelhülsentechnik steht dabei im Vordergrund der Arbeiten.

• Die PTS bearbeitet gemeinsam mit der Holzforschung München (HFM) ein Forschungsprojekt zur Herstellung unbrennbarer Leichtbau-Verbund-systeme auf der Basis dünner Brand-schutzplatten mit Faserarmierung („düBraFa“) mit einer Hohlraumstruk-tur aus mineralisch hochgefüllten Pa-pieren. Ziel ist die Herstellung eines dünnen, plattenförmigen Baustoffs der höchsten Brandschutzklasse mit geringer Dichte und guten Festigkeits-eigenschaften. Damit soll ein neuer Brandschutzbaustoff geschaffen wer-den, der leichter als Gipsprodukte und gebundene Mineralfaserprodukte ist und zudem eine höhere Feuchtebe-ständigkeit als diese besitzt.

• Das jüngste Projekt in diesem Kon-text begann im Sommer vergangenen Jahres und hat die Herstellung metal-lischer Sinterpapiere und Sintervlie-se zum Ziel. Damit sollen komplexe Strukturen aus porösen metallischen Materialien möglich werden, die auf konventionellem Weg nicht herstell-

Veronika Beil 0049 89 12146-434 [email protected]

bar sind. Kooperationspartner der PTS in diesem ambitionierten Forschungs-projekt sind das Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und angewand-te Materialforschung (IFAM), Oeco-Pac Grunert Verpackungen GmbH, Norafin Industries (Germany) GmbH und MTH Metall-Technik Halsbrücke GmbH & Co. KG.

HOCHGEFÜLLTE PAPIERE – HOCHSPANNENDE WERKSTOFFEMATERIALVERBUNDE SCHAFFEN VÖLLIG NEUE ANWENDUNGSFELDER

Dr. Andreas Hofenauer 0049 89 12146-531 [email protected]

Leichtbau-Verbundsystem auf der Basis dünner Brand-schutzplatten mit Faserarmierung mit einer Hohlraum-struktur aus mineralisch hochgefüllten Papieren.


Mineralöle in altpapierstoffhal-tigen Verpackungspapieren und -kartons können auf Le-

bensmittel übergehen. Mit der vom BfR vorgesehenen Änderung der Bedarfsge-genständeverordnung werden demnächst voraussichtlich Grenzwerte für den Mi-neralölgehalt in Lebensmitteln festge-schrieben. Die Bestimmung des Gehalts von Mineralölen in Verpackungsmitteln und deren Migrationsfähigkeit gewinnt damit eine besondere Bedeutung. Im Rahmen von Forschungs- und Indus-trieprojekten, die sich mit der Charakte-risierung von Rohstoffen und Produkten sowie der Barrierewirkung von Folien und Beschichtungen befassen, hat die PTS fundierte Erfahrungen bei der Be-stimmungen des Mineralölgehalts mittels GCMS/FID sowie Migrationsmessungen gesammelt. Die Bestimmung des Ge-halts an Mineralölen erfolgt nach einer PTS-Methode, die in Anlehnung an die vom Kantonalen Labor Zürich erarbeite-te Offline-Methode zur Bestimmung der aliphatischen und aromatischen Kompo-nenten (MOSH, MOAH) erstellt wurde, da bislang noch kein genormtes Ver-fahren existiert. Auf der Grundlage der Methode der „Tenax-Migration“ wurden Methoden zur Bestimmung der Barrie-

rewirkung von Folien, Beschichtungen und Strichen mit Hilfe von Modellsub-stanzen und durch Messung an techni-schen Produkten entwickelt und erprobt.Das analytische Leistungsspektrum der PTS umfasst bislang folgende Positionen:• Bestimmung des Mineralölgehalts in

Papier, Karton und Pappe• Bestimmung der Migration von Mi-

neralölen aus Papier und Karton in Lebensmittelsimulantien (Tenax-Mig-ration)

• Bestimmung der Barrierewirkung von Folien und Strichen (sowohl für Mine-ralöl-Modellsubstanzen als auch Mi-neralöle aus technischen Produkten)

Die Kosten pro Analyse betragen 300,- € für die Bestimmung des Mineralölgehalts (MOSH/MOAH) bzw. 400,- € für die Mi-grationsmessung. Bei größeren Serien bzw. der Bestimmung der Barrierewir-kung werden die Preise nach dem ge-schätzten Aufwand vereinbart.Die PTS hat auch erfolgreich an einem Ringversuch zur MOSH/MOAH-Analytik teilgenommen, an dem sowohl Labors von Dienstleistungsunternehmen als auch der Industrie beteiligt waren.Für die Zukunft ist es vorgesehen, ge-normte Methoden zur Bestimmung kritischer Inhaltsstoffe wie Phthalate,

Benzophenone, Diisopropylnaphthaline (DIPN), Polychlorierte Biphenyle (PCB) und flüchtige organische Inhaltsstoffe (VOC´s) in das Analysenportfolio aufzu-nehmen.

Dr. Markus Kleebauer 0049 89 12146-387 [email protected]

NEUE PTS DIENSTLEISTUNGEN ZUR MINERALÖLMIGRATIONGRENZWERTE FÜR DEN MINERALÖLGEHALT IN LEBENSMITTELN ERWARTET

Dr. Rainer Spörl 0049 3529 551-642 [email protected]


Wachsende Bedürfnisse der Kunden, zunehmende glo-bale Konkurrenz, immer

kürzere Produktzyklen und neue Tech-nologien − Märkte und Anforderungen an Verpackungen befinden sich in einem permanenten Wandel. Um diese Heraus-forderungen erfolgreich zu meistern, ge-nügt es häufig nicht, sich nur auf seine internen Kompetenzen und Ressourcen zu verlassen. Eine frühzeitige Einbezie-hung externer Partner in den Produktent-wicklungsprozess kann in effizienter Weise zu neuen und überzeugenden Ver-packungslösungen mit oft überraschen-den Ergebnissen führen.Häufig kommen diese Impulse von Marketingverantwortlichen und Ver-packungsspezialisten aus dem eigenen Haus. Immer häufiger greifen aber auch Kreativ- und Design-Agenturen schon während des Produktentwicklungspro-zesses in die Gestaltung einer attraktiven, emotional ansprechenden und funktio-nalen Nutzen stiftenden Verpackung ein. Dabei ist entscheidend, sich schon früh-zeitig über das Design, die Funktionalität und das Material der Verpackungsmateri-alien Gedanken zu machen.Neben dem Produkt selbst spielt das Verpackungsdesign die wichtigste Rol-le im Kommunikations-Mix am Point of Sale (POS). Der Großteil aller Kaufent-scheidungen wird in Sekundenschnelle am Regal getroffen. Verpackungen sind heute mehr als nur Informationsträger mit Schutzfunktion. Diese Standardfunk-tionen werden vorausgesetzt. Moderne Verpackungen müssen mehr können: die Vorteile des Produktes vermitteln und insbesondere die Wertigkeit des Inhaltes der Verpackung unterstreichen. Weitere wichtige Gesichtspunkte eines attrakti-ven Verpackungsdesign sind die Sicher-stellung einer leichten Wiedererkennung, optimales Handling und eine erfolgrei-che Positionierung des Produktes für die Zielgruppe. Hinzu kommt vor allem bei hochwertigen Markenartikeln eine Schutzfunktion gegen die zunehmenden Produktfälschungen.All dies macht modernes Verpackungs-design zu einer komplexen Aufgabe. Convenience, Haptik, optische Wahrneh-

mung, eine ansprechende Gestaltung, die Wiedererkennung und der emotionale Moment sind hierbei elementare Baustei-ne einer erfolgreichen Verpackung. Nicht zu vergessen die Nachhaltigkeit, denn schließlich ist dem Kunden sein „ökolo-gischen Gewissen“ immer wichtiger.Die PTS verfügt über Kompetenzen, mit denen sie der Verpackungsindustrie bei der Lösung dieser anspruchsvollen Auf-gaben bereits früh in der Wertschöp-fungskette wirksame Unterstützung bie-ten kann. Von besonderem Nutzen sind die fundierten Kenntnisse der PTS über neuartige faserbasierte Materialien auf Basis nachhaltiger Rohstoffe und Pro-duktionsverfahren. Diese kann die PTS in enger Zusammenarbeit mit Design- und Kreativagenturen sowie mit Lebensmit-telherstellern und Zulieferern, schon in einem frühen Stadium des Verpackungs-Designs einbringen und dadurch mithel-fen, innovative Verpackungslösungen passgenau für die Marktanforderungen zu entwickeln.Hierbei betrachtet die PTS gemeinsam mit ihren Partnern den gesamten Lebens-zyklus der Verpackung: vom Zulieferer über den Packstoffhersteller, den Verpa-ckungshersteller, die Abfüller, die Logis-tiker bis hin zum Konsumenten und der Zuführung einer Weiterverwertung der Rohstoffe.

PTS-Workshop Innovative Packaging

Am 13.-14. Juni 2012 findet in der PTS in München dieser englischsprachi-ge Workshop statt. Im Mittelpunkt stehen die aktuellen Entwicklungen bei funktionalen, intelligenten und aktiven Verpackungslösungen auf Basis von Papier und Karton. Hier-bei werden innovative Möglichkeiten zur Herstellung und Ausstattung von Verpackungen vorgestellt, die bereits heute möglich sind oder in naher Zu-kunft verfügbar sein werdenProgramm und online-Anmeldung siehe Homepage der PTS:www.ptspaper.de/seminare.html

KEINE CHANCE FÜR EINEN ZWEITEN EINDRUCKVERPACKUNGSDESIGN ENTSCHEIDET AM POINT-OF-SALE

Dirk Maaß 0049 89 12146-440 [email protected]


Der Ausbau der technischen In-frastruktur konnte dank des Förderprogramms INNO-KOM-

Ost auch in 2011 fortgeführt werden. In den vergangenen drei Jahren wurden rund 1 Mio. € in den Heidenauer Stand-ort investiert und damit die Forschungs-möglichkeiten erheblich verbessert.

Kleinste Objekte im BlickEine der größten Einzelinvestitionen war die Installation eines neuen Rasterelekt-ronenmikroskops. Es wird in zahlreichen Forschungsprojekten der PTS zur ana-lytischen und morphologischen Unter-suchung von Faserstoffen, Füllstoffen, Papieren und Verarbeitungsprodukten eingesetzt. Das neue REM ist für insbe-sondere für die Strich- und Pigmentana-lysen auf Mikro-Ebene und für Untersu-chungen modifizierender Oberflächen und Nanotechnologie unverzichtbar.

Atomausstieg aus PapierDas TeraHertz-Spektrometer ermög-licht der PTS die Erforschung innovati-ver Messverfahren für die Bestimmung der stofflichen Zusammensetzung und Verteilung (Chemical Imaging) sowie die Bestimmung von Dimensionen an Verbundmaterialien. Ziel ist speziell die berührungslose, zerstörungsfreie Mes-sung von Dicke und Flächenmasse ohne Verwendung von radioaktiver Strahlung, ebenso die Bestimmung der Formati-on lichtundurchlässiger Kartonagen.

Die Materialdicke kann dabei zwischen 30 µm und 2 mm schwanken.

Innovative Produkte durch ModellierungDer modellgestützte Materialentwurf ist ein Schlüssel zur Entwicklung innovati-ver Produkte. Für die Nutzung von Mo-dellierungswerkzeugen müssen die Er-gebnisse modernster Analysemethoden mit den Daten von Pilotanlagen verknüpft werden, so dass eine durchgängige Erfas-sung und Bereitstellung von Material- und Versuchsdaten erreicht wird. Dank der INNO-KOM-OST-Förderung entsteht ein neues, standortweites Netzwerk für Versuchs- und Materialdaten, in die auch Daten der Technikums- und Labor-einrichtungen integriert werden. Damit können Mess- und Versuchsdaten effek-tiv verwaltet und standortweit als Daten-basis für Produktentwicklungen genutzt werden. Hinzu kommt eine Modernisie-rung der Prozessdatenerfassung und Pro-zesskontrolle im Technikum.

Wie alt ist alt?Forschungsarbeiten zu neuartigen Be-schichtungen und Papierstrichent-wicklungen erfordern immer auch den Nachweis der Langzeitstabilität bei sehr unterschiedlichen Bedingungen. Mit ei-nem neuen Bestrahlungs- und Bewitte-rungsprüfgerät ist die PTS jetzt in der Lage, Lage Licht sowie Temperatur und Feuchte induzierte Alterungsuntersu-

chungen für unterschiedliche Materiali-en durchzuführen. Das neue Gerät kann zudem in das geplante standortweite Daten-Netzwerk integriert werden.

Rheologie im FokusIn vielen Forschungsprojekten der PTS werden Grundlagen für die erfolgreiche Entwicklung und spätere Verarbeitung von Streichfarben, Dispersionen und Druckfarben erarbeitet. Hierfür ist die Kenntnis des rheologischen Verhaltens von enormer Bedeutung. Das neue Rheo-meter der PTS ermöglicht es, die rheolo-gischen Eigenschaften von Streichfarben, Dispersionen und Druckfarben reprodu-zierbar zu untersuchen.

Energiesparende MahlungDas Technikum der PTS in Heidenau ermöglicht eine praxisnahe Durchfüh-rung von Forschungsprojekten und die schnelle Überführung der FuE-Resultate in industrielle Anwendung. Ein wesent-licher Prozess zur vollen Nutzung des vorhandenen Faserstoffpotentials ist die Mahlung. Da sie sehr engergieintensiv ist, besteht in der Industrie ein großer Be-darf zur Entwicklung von Mahlkonzep-ten, die bei reduziertem Energieeinsatz gleiche oder bessere Fasereigenschaften erreichen. Als Nachrüstung der vorhan-denen Mahlanlage werden speziell für un-terschiedliche Faserstoffarten ausgelegte Garnituren beschafft. Durch die spezielle Gestaltung der Messer erfolgt eine an den Faserstofftyp angepasste mechanische Beanspruchung und damit eine Verringe-rung des spezifischen Energiebedarfs.

FORSCHUNGSSTANDORT HEIDENAU WIRD GESTÄRKTFÖRDERPROGRAMM INNO-KOM-OST ERMÖGLICHT AUSBAU DER INFRASTRUKTUR

Irene Pollex 0049 3529 551-611 [email protected]


Das Symposium gibt einen Über-blick über die aktuellsten natio-nalen und internationalen Ent-

wicklungen der Deinking-Technologie. Über 60 Referenten und Co-Referenten aus Wissenschaft und Industrie werden zu folgenden Schwerpunkten referieren:• Markt und Trends beim Deinking• Kritische Inhaltsstoffe im Altpapier• Stickybehandlung und Kontrolle• Aufbereitungstechnologien und DIP-

Qualität• Deinkbarkeit und Digitaldruck

Unter der Leitung von Herrn Dr. B. Carré und Frau Dr. E. Hanecker wird das Sym-posium zum achten Mal gemeinsam mit dem Centre Téchnique du Papier (CTP) veranstaltet. Dies unterstreicht den in-ternationalen Anspruch dieses Sympo-siums. Dem Erfahrungsaustausch wird breiten Raum eingeräumt. Die Konfe-renzsprachen Deutsch und Englisch wer-den simultan übersetzt. Das Programm und alle weitere Infor-mationen stehen auf der Homepage: www.deinking-symposium.de

PTS-CTP-DEINKING SYMPOSIUM 2012DIE NEUSTEN DEINKING-ENTWICKLUNGEN VOM 24.-26. APRIL 2012 IN MÜNCHEN

Mit der „CEPI 2050 Roadmap to a low-carbon bio-economy“ hat die europäische Zellstoff-

und Papierindustrie als eine der ersten Sektoren auf die Initiative der Europäi-schen Kommission reagiert. Die PTS wird diese Thematik als Brennpunkt auf ihrem Papier Symposium 2012 vertiefen. Hoch-karätige Referenten aus Industrie und Politik werden aufzeigen, was diese kon-krete Zielstellung bedeutet und welche Schritte jetzt erforderlich sind, um diese Vision Realität werden zu lassen.Ebenfalls in die Zukunft weist das The-ma des diesjährigen „Schauplatz Papier“,

in dem neue faserbasierte Anwendungen vorgestellt werden. Auch Antworten auf Tagesprobleme kommen nicht zu kurz: zwei der drei Vortragstage widmen sich aktuellen technologischen Erkenntnissen zur intelligenten Ressourcennutzung und zur effizienten Prozessführung – und kön-nen wieder gesondert gebucht werden. Intelligente Ressourcennutzung

o Materialsparende Realisierung von Produkteigenschaften

o Erhöhung der spezifischen Leis-tung von Roh- und Hilfsstoffen

o Ausnutzung der Wechselwirkun-gen zwischen Stoff und Additiven

PTS PAPIER SYMPOSIUM AM 11.-14. SEPTEMBER 2012 IN MÜNCHENIM BRENNPUNKT: CEPI 2050 ROADMAP – VON DER VISION ZUR REALITÄT

www.papier-symposium.de

o Wirtschaftlicher Einsatz von Ener-gie und Wasser

• Effiziente Prozessführung o Auslegung verlustarmer Prozesse o Ökonomische Prozesssteuerung o Datenbasierte Prozess- und Quali-

tätsbewertung• Schauplatz Papier: Neue faserbasierte

Anwendungen• Im Brennpunkt: CEPI 2050 Roadmap

1990 2010 2030 2050

substition + technology improvements

break throughtechnologies80

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= 48

Mio

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www.ptspaper.dePapiertechnische StiftungHeßstraße 134 · 80797 München · Telefon +49 (0)89-12146-0 · Telefax +49 (0)89-12146-36 Pirnaer Straße 37 · 01809 Heidenau · Telefon +49 (0)3529-551-60 · Telefax +49 (0)3529-551-899PTS-News wird von der Papiertechnischen Stiftung herausgegeben · ISSN 1434-7172

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INNOVATIONEN FÜR DIE WERTSCHÖPFUNGSKETTE PAPIER