KOLB

ÜberzeugendeLösungen

KOLB

Kolb Distribution Ltd. Ɩ 8908 Hedingen Ɩ Switzerland Ɩ Phone +41 44 762 46 46 Ɩ paper-solution@kolb.ch Ɩ www.kolb.ch

Ablagerungskontrolle in der Papierindustrie

VGP Jahrestagung 2014

Gernsbach 26. Mai 2014

Elke Tiedtke, Application Expert

Carlos Alva, Area Sales Manager

KOLB

Inhalt

1. KOLB

2. Ablagerungen

3. Mikrobizide & Innovation?

4. Ablagerungsdispergatoren

5. Oxidative Biozid Systeme

6. Mikrobielles Monitoring

7. Surfox System KOLB

KOLB

426. Mai 2014

KOLB – Unser Unternehmen in wenigen Worten

KOLB ist der größte unabhängige Alkoxylierer in Europa.

• Hersteller von nichtionischen Tensiden und Papierprozesschemikalien

• 270 Mitarbeitende

• Produktentwicklung in enger Zusammenarbeit mit unseren Kunden

• Zwei komplementäre Produktionsstandorte

• KOLB gehört zum malaysischen Konzern KLK (Kuala Lumpur Kepong Berhad)

• Weltweites Vertriebsnetz mit breiter Marktabdeckung

KOLB

26. Mai 2014 5

Geschichte

Geprägt von erfolgreichem Wachstum über Jahrzehnte.

1993

• Inbetriebnahme des Produktionsstandortes Moerdijk / NL

2007

• Übernahme durch KLK (Kuala Lumpur Kepong Berhad, Malaysia)

1964

• Gründung des Familienunter-nehmens KOLB in Hedingen

• Entwicklung zu einemzunehmend international tätigen Unternehmen

KOLB

26. Mai 2014 6

Markt Segmente

Entwickelt für die komplexen Marktanforderungen unserer anspruchsvollen

Kunden.

KOLB

26. Mai 2014 7

Lösungen für Ihren Produktionsprozess

KOLB

8

Produktionsprozess Kolb Lösung

Stoffaufbereitung - Oberflächenkonditionierung undAblagerungsdispergierung- Mikrobiologische Kontrolle- Systemreinigung- Schaumreinigung

Additivaufbereitung und Lagerung

- Mikrobiologische Kontrolle- Schaumreinigung

Wet End - Mikrobiologische Kontrolle- Oberflächenkonditionierung und Ablagerungsdispergierung- Systemreinigung- Schaumreinigung

Prozesswasser-

behandlung

- Mikrobiologische Kontrolle- Ablagerungskontrolle in Sperrwasserkreisläufen von Vakuumpumpen

Kolb Lösungen entlang Produktionsprozesses

KOLB

926. Mai 2014

Ablagerungskontrolle

Synergien von verschiedenen Lösungen

KOLB

1026. Mai 2014

Inorganic Substances CaCO3, CaSO4, Kaolin, Kieselerde, Talkum „Scaling“

(Frischwasser, chemische Additive, Mineralstoffe, Faserrohstoff)

Organic Substances Harze, Ligninderivate „Pitch“ (natürliche Holzbestandteile) Klebende Verunreinigungen „Stickies“ (Altpapier) Binder, PVAc, Latex, Styrolcopolymere „white pitch“

(Gestrichener Ausschuss) Fasern und Faserfibrillen (Faserrohstoff) Farben, Leimungsmittel , Stärke (chemische Additive) Mikroorganismen (Frischwasser, Faserrohstoff, chemische Additive,

Mineralstoffe, Kreislaufwasser, Luft, Abwasserreinigungsanlage) Extrazelluläre polymere Substanzen EPS „Biofilm“

(schleimbildende Mikroorganismen)

Ablagerungskontrolle

Bestandteile von Ablagerungen

11

KOLB

Mikrosticky Makrosticky

Größenskala

Ablagerungskontrolle

Wasserkreisläufe Partikelgrößen

100 µm10 µm1 µm

Störstoffe

Kolloide Mikroskop. Bereich Makroskop. Bereich

0,1 µm

kleine

Moleküle

1 A

unlösliche Störstoffe lösliche Störstoffe

Es wird auch diese Definition verwendet:

Hefefreie

Bakterien

Metazoe:

Nematode26. Mai 2014

KOLB

26. Mai 2014 12

Bildung von Ablagerungen

13

KOLBAblagerungskontrolle

Mikrobielle Ablagerungen

26. Mai 2014

KOLB

26. Mai 2014 14

Vorteile für Mikroorganismenin der Ablagerung

Immobilisierung

Nahrungsangebot Interaktion zwischen den Zellen ist begünstigt

Ausbildung von Gradienten:anaerobe und anaerobe Habitate auf engem Raum

unterschiedliche ökologische Nischen

Diffusionslimitierung Schutz vor extremen Umwelteinflüssen (z.B. vor Bioziden)

KOLB

1526. Mai 2014

• Nährstoffangebot: in Systemen mit hochreinem Wasser

• Temperaturbereich: -12 °C bis +200 °C

• pH-Bereich: 0 bis > 12

• Redox-Bereich: -450 mV bis +850 mV

• Salinität: 0 bis gesättigten Salzlösungen• Hydrostatischer Druck: 0 bis >1000 bar

• Strahlenbelastung: Biofilme auf UV-Lampen,

Kraftwerken

• Biozid- Konzentration: Biofilme in

Desinfektionsmittelleitungen

Vorkommen von Biofilmen

KOLB

1626. Mai 2014

• Verfärbungen im Endprodukt

• Verstopfte Filter

• Verminderste Entwässerung

• Abrisse und Maschinen-

stillstände

• Flecken und Löcher

• Häufigere Reinigungsintervalle

• Geruch und Korrosion

• Pathogene Keime

Probleme durch Ablagerungen

Produktivität

Ablagerungskontrolle

KOLB

1726. Mai 2014

Ablagerungskontrolle

Papierprozess schematisch

KOLB

© KOLB

Ablagerungsbehandlung Wet End

KeimeStörstoffeSalze

Ablagerung !

Auswirkungen:- Verschmutzung von Maschinenteilen,

Sieben, Filzen- Fehlstellen im Papier und Abrisse- Geruch und mikrobielle Korrosion- Reduzierte Runnability und Produktivität- häufige Reinigungszyklen

Behandlung:- Dispergatoren gegen Ablagerungen- Biozide- Sieb- und Filz Konditionierung- Sieb- und Filz Reinigung- Systemreinigung

Sto

pp

Ab

lag

eru

ng

en

KOLB

1926. Mai 2014

Biozide

• Zulassung bzw.

Genehmigungsverfahren ist sehr

aufwendig und teuer

Keine neuen Aktivsubstanzen zu

erwarten

Reduzierung bisher bewährter

Substanzen

In situ Verfahren teilweise

Grauzone

Ablagerungsdispergatoren

Fallen nicht unter BPR sofern sie

keine tötende oder hemmende

Wirkung haben

Kritisch für Enzym haltige Produkte

Weiterhin Neuentwicklungen bei

oberflächenaktiven Produkten mit

rein physikalischer Wirkung

Innovation & Produktentwicklung

Vor dem Hintergrund der EU BPR, BFR

KOLB

2026. Mai 2014

Erwartete Verschiebung von Produktgruppen

REACHEU-Direktive98/8/EC

Heute … Morgen

Dispergatoren gegenAblagerungen

oxidative Biozide

Biozide

Bespannungs-konditionierung

Bespannungsreinigung

Systemreinigung

Umweltverträglichkeit & Arbeitssicherheit

KOLB

2126. Mai 2014

Effekt von Bioziden auf Mikroben:

Töten

Hemmen

Effekt von Bioziden auf Biofilme:

• Tötende und hemmende Effekt

ist 10 bis 100 fach reduziert

Effektive Ablagerungskontrolle

Produkte Kombination Biozid und Ablagerungsdispergatoren

Effekt von Dispergatoren auf Mikroben:

Kein Effekt

Gesamtkeime unverändert

Effekt von Dispergatoren auf

Ablagerung:

Konditionierung der Oberfläche

verzögert die Ablagerungsbildung

Kontinuierliche Reinigung

reduziert die Schichtdicke

Schichtdicke im Gleichgewicht halten

KOLB

26. Mai 2014 22

Wirksamkeit Biozide und Dispergatoren

KOLB

2326. Mai 2014

Mischungen von Tensiden in /mit Wasser:

Ursprung natürlich, Abfallprodukte, Alkoxylierung:

Glykole

Amide

Terpene

Lignosulfonate

Alkoxylate

Man unterscheidet nicht ionisch, anionisch, kationisch und zwitterionisch

Ablagerungsdispergatoren

Typische Zusammensetzungen

KOLB

2426. Mai 2014

KOLB Ablagerungsdispergatoren

Natudisp ™

Kolb Dispergatoren gegen Ablagerungen sind Tensidgemische, die

die Bildung von Ablagerungen verzögern und/oder reduzieren.

Tenside (traditionell Seife) sind Substanzen, die die Oberflächen-

spannung einer Flüssigkeit oder die Grenzflächenspannung zwischen

zwei Phasen herabsetzen und die Bildung von Dispersionen

ermöglichen oder unterstützen.

Alle Tenside sind aus einem unpolaren

(hydrophoben) und einem polaren

(hydrophilen) Teil aufgebaut .

Kolb Ablagerungsdispergatoren bestehen

grundsätzlich aus nichtionischen Tensiden

• Keine Faseraffinität

• Keine Reaktion mit geladenen Additiven

KOLB

2526. Mai 2014

Aktivitätsmodell von DispergatorenS

ch

ich

tdic

ke

[m

m]

Time [d]

Effekt Dispergator

Konditionierung

Verzögert

Keine Behandlung

Kontinuierliche Reinigung

Reduziert

KOLB

26. Mai 2014 26

Trail with Natudisp T49 Kappa Roermond Papier Pm2 probe 1

0

1

2

3

4

5

6

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12:30

:42.00

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/2003

10:01

:27.80

"05/21

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08:51

:27.80

date/time

thick

ness

(mm)

start trail

reduce dosing amount

10 --> 5 ml/min

Kappa Roermond Papier Pm2 probe 1 tijdens Zenix DC 8030 dosering

0

1

2

3

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5

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/2002

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01:08

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"03/12

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/2002

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:56.30

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09:05

:14.30

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02:45

:14.30

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"09/12

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:14.30

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20:25

:14.30

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/2002

17:15

:14.30

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13:54

:41.50

",

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10:44

:41.50

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07:34

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/2002

04:24

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/2002

01:14

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/2002

12:35

:52.00

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"02/01

/2003

09:55

:52.00

",

date/time

thick

ness

(mm)

Vorteil von Natudisp zur Ablagerungskontrolle

Zeitskala: 1 Monat

5

4

3

21

0

Ablagerungsaufbau vor Kolb Behandlungmm 6

5

4

3

21

0

6

Natudisp-WS05

KOLB

2726. Mai 2014

Stabilisiert, halogeniert

Halogen-Alkyl-Hydantoine

•BCDMH

•DCDMH ?

Bromsulfamine

Ammoniumbromid

Nicht stabilisiert,

halogeniert

Chlordioxid

Hypochlorit

Natriumbromid

Nicht stabilisiert , nicht halogeniert

Peressigsäure

Perameisensäure

Oxidative Biozide

Marktübersicht Aktivsubstanzen

KOLB

2826. Mai 2014

Wirkung sehr schnell

Wirksam gegenüber allen Spezies

Gut zur Desinfektion und Schleimkontrolle

Sehr gute Kosten Nutzen Bilanz

Gutes Umweltprofil - keine oder wenig toxischen Abbauprodukte

Bei halogenierten Bioziden - abhängig vom Produkt und der

organischen Belastung am Einsatzort – Risiko der AOX Bildung.

Oxidative Biozide

Eigenschaften

KOLB

2926. Mai 2014

pH Wert am Einsatzort

Redoxpotential

Dosiertechnik

Verträglichkeit mit Endprodukt

Abwassergrenzwerte

Oxidative Produkte

Auswahlkriterien

KOLB

3026. Mai 2014

• Mucosin-BX

• Mucosin-EX

• Mucosin-PA

• Mucosin-OX

KOLB oxidative Biozide

Mucosin ™

KOLB

3126. Mai 2014

• Klassische , direkte Methoden

Gesamtkeimzahlen aerob, anaerob

Hefen und Pilze

Sulfatreduzierende Bakterien

Mikroskopie

• Indirekte Methoden

Physikalische Methoden

o pH Wert

o Redoxpotential

Stoffwechselaktivität

o ATP

• Spezielle Methoden

online Monitoring Ablagerungen

PCR Sequenzierung DNA

Gensonden

Mikrobielles Monitoring

Methodenvielfalt

KOLB

3226. Mai 2014

KOLB online Monitoring

BDC BioDeposit Control

KOLB

3326. Mai 2014

• on-line Messung der Ablagerungs-

schichtdicke von 0,1 – 10 mm

• in-situ Installation von bis

zu 3 kompakten Sensoren

BDC Daten SiebwasserTissueproduktion

KOLB online Monitoring

BDC BioDeposit Control

KOLB

3426. Mai 2014

Trail with Natudisp T49 Kappa Roermond Papier Pm2 probe 1

0

1

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3

4

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12:30

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05:53

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/2003

03:33

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Kappa Roermond Papier Pm2 probe 1 tijdens Zenix DC 8030 dosering

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"20/12

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09:25

:52.00

",

"21/12

/2002

06:15

:52.00

",

"22/12

/2002

03:05

:52.00

",

"22/12

/2002

23:55

:52.00

",

"23/12

/2002

20:45

:52.00

",

"24/12

/2002

17:35

:52.00

",

"25/12

/2002

14:25

:52.00

",

"26/12

/2002

11:15

:52.00

",

"27/12

/2002

08:05

:52.00

",

"28/12

/2002

04:55

:52.00

",

"29/12

/2002

01:45

:52.00

",

"29/12

/2002

22:35

:52.00

",

"30/12

/2002

19:25

:52.00

",

"31/12

/2002

16:15

:52.00

",

"01/01

/2003

13:05

:52.00

",

"02/01

/2003

09:55

:52.00

",

date/time

thick

ness

(mm)

Zeitskala: 1 Monat

KOLB online MonitoringBDC BioDeposit Control

5

4

3

21

0

Ablagerungsaufbau vor Kolb Behandlungmm 6

5

4

3

21

0

6

Natudisp-WS05

KOLB

3526. Mai 2014

KOLB SurfOx

Sichere Lösung zur Ablagerungskontrolle

Biozid – Chlordioxid Mucosin-OX

Ablagerungsdispergator - Natudisp

Ablagerungsmonitoring - BDC

Sichere Ablagerungskontrolle SurfOx

KOLB

3626. Mai 2014

• Kombination aus Chlordioxid, unserem Dispergator NatudispTM und

unserem Ablagerungssensor BioDepositControl (BDC)

• Die reinigende Wirkung und die Verzögerung des Biofilmwachstums auf

Oberflächen durch unser Natudisp steigert die abtötende Wirkung von

Chlordioxid

• Frei schwimmende Bakterien sind wesentlich empfindlicher gegenüber

Bioziden als Biofilm Bakterien.

• Durch on-line und in-situ Monitoring der Ablagerungskinetik mit unserem

BDC Sensor, können die tatsächlichen Vorgänge auf den Oberflächen

erkannt und gegebenfalls frühzeitig Korrekturmaßnahmen eingeleitet

werden.

SurfOx verbindet Sicherheit, Wirksamkeit und Umweltfreundlichkeit

KOLB SurfOx

Sichere Lösung zur Ablagerungskontrolle

KOLB

3726. Mai 2014

• Gut löslich in Wasser (3,01 g/l bei 25°C) und existiert als Gas im

Wasser

Bildet eine echte Lösung und reagiert nicht mit Wasser

• Chlordioxid ist nicht stabil und kann nicht als Gas gelagert

werden.

• ClO2 oxidiert aber chloriert nicht

• Cl2 oxidiert und chloriert THM- und AOX- Bildung

KOLB SurfOx

Chlordioxid Chemie

ClO2 (aq) + e- ClO2-

KOLB

3826. Mai 2014

• Sehr wirksames Biozid

2,5 x die Oxidationskapazität von HOCl und HOBr

Schnelle Abtötungsraten

Geringere Kontaktzeit notwendig

• Sehr selektiv wirkendes Biozid geringeres Redoxpotential

• Keine Chlorierung – weniger chlorierte Nebenprodukte

Weniger AOX- / THM-Bildung

• Wirkung unabhängig vom pH-Wert

• Wirksam in allen Wasserqualitäten unabhängig von organischer Belastung

• Wirksam bei der Entfernung von Biofilm

Dringt leicht in den Biofilm ein

KOLB SurfOx Chlordioxid

Allgemeine Information

KOLB

3926. Mai 2014

• Reaktionen mit ClO2 sind “selektiver” wegen der geringeren

Oxidationskraft

• ClO2 hat mit 5 Elektronen eine hohe Oxidationskapazität (2,5 x HOCl)

KOLB SurfOx Chlordioxid Chemie

Vergleich mit anderen oxidierenden Bioziden

ClO2 ClO2- ClO3-

Cl-

Chlordioxid Chlorit Chlorat Chlorid

Oxidierendes Biozid Oxidationskraft (mV)

Oxidationskapazität (n Elektronen)

Ozon (O3) 2,07 2 Elektronen

Wasserstoffperoxid (H2O2) 1,78 2 Elektronen

Hypochlorige Säure (HOCl) 1,49 2 Elektronen

Hypobromige Säure (HOBr) 1,33 2 Elektronen

Chlordioxid (ClO2) 0,95 5 Elektronen

KOLB

4026. Mai 2014

• Der Reaktionsraum zur Herstellung von Chlordioxid befindet sich unter

Wasser

• Das Design des Equipments ist ausgelegt auf Zuverlässigkeit,

Einfachheit und Sicherheit

• Robuste Steuereinheit, um den sicheren Betrieb zu gewährleisten

• Schnittstelle zur Systemsteuerung möglich

• Durch eine individuelle Prozess-Gefärdungsanalyse vor Ort wird die

sichere Implementierung und der sicheren Betrieb der Chlordioxidanlage

gewährleistet

• Eine intensive Schulung ihrer Mitarbeiter dient als solide Grundlage für

unser Sicherheitskonzept

KOLB SurfOx - Sicherheit

Unsere Technologie erfüllt höchste Sicherheitsanforderungen

KOLB

4126. Mai 2014

• Chlordioxid trägt nicht zur AOX-Bildung bei

• Es werden nur niedrige Dosiermengen von Chlordioxid notwendig wegen

der hohen Wirksamkeit und der Kombination mit Natudisp

• Natudisp hat keine biozide Wirkung

• Natudisp ist biologisch abbaubar (> 90 %)

• Chlordioxid wird auch im Trinkwasser als Biozid eingesetzt

• Abbauprodukte von Chlordioxid – Kochsalz

KOLB SurfOx

Umweltfreundlich

KOLB

4226. Mai 2014

Chlorit/Chlorbleichlauge/Säure – Verfahren:

2 NaClO2 + NaClO + 2 HCl 2 ClO2 + 3 NaCl + H2O

Chemikalien werden über ein Vakuum dosiert -keine Gefahr von

Pumpenleckagen

KOLB SurfOx Partnerschaft DuPont

DuPont patentierte Oxychlor Technologie zur Herstellung von ClO2

KOLB

4326. Mai 2014

KOLB SurfOx Partnerschaft DuPont

DuPont patentierte Oxychlor Technologie zur Herstellung von ClO2

KOLB

4426. Mai 2014

• Wirksamkeit:

Sehr wirksames Biozid gegenüber planktonischen und

Biofilmorganismen

Vorteilhaft in “organisch belasteten“ Systemen wegen selektiver

Reaktionen

• Kosten

Wettbewerbsfähige Behandlungskosten

• Sicherheit

Die Technologie unserer Partner entspricht hohen

Sicherheitsstandards

• Umweltverträglichkeit

Verringert AOX-Bildung

Niedrige Dosierraten wegen hoher Wirksamkeit

• Rechtliche Grundlagen

Entspricht der BPR (biocidal product regulation)

Entstehung bekannter Desinfektionsnebenprodukte

• Korrosion

Niedriges Korrosionspotential

KOLB SurfOx -Vorteile

KOLB

4526. Mai 2014

Warum SurfOx?

Unsere Verantwortung kennt keine Kompromisse.

• Gesundheit, Sicherheit und Umwelt sind

Schlüsselelemente der KOLB Philosophie.

• Zukünftig werden strengere Regeln für den

Umgang mit Bioziden gelten

• Anforderungen an das Abwasser werden

härter (CSB, BSB, Phenol, CN,…).

• Die Einleitungsgrenzwerte von AOX, THM und

anderen DNP können einfacher eingehalten

werden als bei dem Einsatz von NaOCl, Cl2,

NaOBr, ….

KOLB

Wählen Sie den Partner, der mit Ihren Bedürfnissen Schritt hält.