100 Jahre Fachgebiet Papierfabrikation

Vorwort

Von Dr.-Ing. Hans-Joachim Putz

Über das Fachgebiet Papierfabrikation gab es anlässlich verschiedener Jubiläen zahlreiche Veröffentlichungen mit historischem Inhalt. Auch in Würdigungen früherer Lehrstuhlinhaber finden sich häufig Ausführungen über die jeweilige Situation am Fachgebiet, die Studienbedingungen und die Ausstattung des Instituts. In diesem Beitrag wird versucht, die Geschichte des Instituts chronologisch darzustellen, mit historischen Fakten zu verknüpfen und an den Amtszeiten der wenigen Lehrstuhlinhaber zu spiegeln. Angereichert wird die Chronologie durch Berichte über maßgebliche Einflüsse auf die Entwicklung des Lehrstuhls und die Darstellung der Arbeitsschwerpunkte während der Amtszeiten der Lehrstuhlinhaber.

Man möge dem Autor verzeihen, wenn aufgrund des begrenzten Seitenumfangs nicht alle Details der Entwicklung des Fachgebiets wiedergeben werden können. Mit der Darstellung der bedeutsamen Ereignisse am Institut für Papierfabrikation in den vergangenen 100 Jahren und dem Zitieren der relevanten Literaturstellen ist dem Leser eine Vertiefung aber durchaus möglich [1].

Die Entwicklung der Papierindustrie

Die aufblühende Industrialisierung bei der Herstellung von Papier um 1900 war Anlass, nach zahlreichen Verhandlungen zwischen dem Verein Deutscher Papierfabrikanten (V.D.P.), Vertretern der Großherzoglichen hessischen Regierung und der Großherzoglichen Technischen Hochschule zu Darmstadt am 24./25.01.1905 die Einrichtung von Hochschulkursen für Studierende der Papierindustrie zu beschließen [2]. Die ersten in der Diplom-Prüfungsordnung als Wahlfächer bei der Hauptprüfung im Maschinenbaufach ausgewiesenen Vorlesungen bzw. Übungen waren „Papierfabrikation und deren Maschinen“ sowie „Papierprüfung“. Die Mitteilung des Studienplans für Studierende der Papierindustrie, wie es damals hieß, ergänzte: „Es ist erforderlich, vor Eintritt in die Hochschule ein Jahr in einer Maschinenfabrik des Papierfaches und ein Jahr in einer Papierfabrik praktisch zu arbeiten. Abiturienten humanistischer Gymnasien wird dringend angeraten, während dieser Zeit sich die nötige Fertigkeit im technischen Zeichnen anzueignen. Für solche, welche die Diplom-Prüfung ablegen wollen, ist die einjährige praktische Arbeitszeit Vorbedingung für die Zulassung zur Diplom-Hauptprüfung“[3] Doch was waren die Gründe für die Einführung von papierbezogenen Vorlesungen und warum fiel die Wahl ausgerechnet auf Darmstadt?

Lassen Sie uns in Gedanken zunächst 100 Jahre zurückgehen. Vor 1900 war die Papierherstellung noch sehr stark handwerklich geprägt. Zum Zeitpunkt der Gründung des V.D.P. im Jahr 1872 war die Holzschlifferzeugung seit rund 30 Jahren von Gottlob KELLER erfunden gewesen und auch die Herstellung von Holz- und Strohzellstoff waren bereits seit längerem bekannt. Dennoch dienten Hadern damals noch überwiegend als Rohstoff für die Papierherstellung. Mit der Entwicklung leistungsfähiger Maschinen und Prozesse wurde den immer teurer werdenden Hadern langsam ein deutlich engeres Fabrikationsgebiet, die Feinpapierherstellung, zuteil. Um 1900 lag die Verarbeitung von Hadern am gesamten Rohstoffbedarf noch bei 16 %; 1936 bei nur noch 2 %. Während der Verbrauch an Hadern und Stroh als Rohstoffe für die Papierherstellung seit 1880 drastisch zurückging, stieg die Verwendung von Holz in Form von Holzschliff und Zellstoff sowie von Altpapier.

Die industrielle Herstellung von Holzzellstoff nach dem Calciumbisulfitverfahren von MITSCHERLICH und dem Sulfatverfahren mit Chemikalienrückgewinnung nach DAHL lieferte dem Papiermacher den universellen Papierhalbstoff, der den Mangel an Hadern und Stroh kompensieren konnte. Übrigens produzierten 1880 laut Aufzeichnungen der Papiermacher-Berufsgenossenschaft in Mainz 66 Firmen in Deutschland Sulfitzellstoff [4].

Tabelle 1 macht deutlich, dass seit 1873 die Papierproduktion in Deutschland um mehr als das 100-fache gestiegen ist, während sich die Zahl der Betriebe mehr als halbiert hat. Mit annähernd 1.000 Betrieben war die Blütezeit der Papierindustrie, gemessen an der Anzahl der Betriebe, vor dem 1. Weltkrieg. Die Produktivität der Papierfabriken, ermittelt als durchschnittliche spezifische Jahresproduktion, hat von den technischen Entwicklungen am meisten profitiert; sie ist seit 1873 um den Faktor 240 gestiegen.

Tab. 1: Entwicklung von Papierproduktionsdaten in Deutschland [4-7]. Anmerkungen: Ab 1956 sind in der Kategorie Hadern auch Linters enthalten. Die Angaben nach dem 2. Weltkrieg bis 1989 beziehen sich auf West-Deutschland, für 2004 auf Gesamt-Deutschland.

Die Produktivitätssteigerungen bei der Papierherstellung wurden durch gravierende Entwicklungen im Papiermaschinenbau erzielt. Betrug die Produktion einer Papiermaschine 1872 bei 1,5 m Arbeitsbreite und einer Geschwindigkeit von 5 – 35 m/min noch 1,5 bis 2 t am Tag, so konnte die Tagesproduktion um 1910 mit Maschinen von 3,5 m Arbeitsbreite und Geschwindigkeiten bis 200 m/min auf 35 bis 40 t am Tag gesteigert werden. Heute sind Papiermaschinenbreiten von 11 m, Betriebsgeschwindigkeiten von 2.000 m/min auf Doppelsiebformern und daraus resultierende Jahresproduktionen von bis zu 600.000 t Papier auf einer Maschine als Spitzenwerte möglich. Gleichzeitig verwandelte sich die Papiermaschine von einem Multitalent, auf dem sich ursprünglich viele verschiedene Papiersorten herstellen ließen, immer mehr zu einer Spezialmaschine für eine bestimmte Papiersorte.

Höhere Papiermaschinenleistungen erforderten zunächst entsprechend größere Faserbehandlungsaggregate in Form weiterentwickelter Holländer und Kollergänge. Die Einführung von Fangstoffanlagen zur Wiederverwendung stoffhaltiger Abwässer trug dazu bei, die Papierherstellung ökologischer, aber auch ökonomischer zu machen. Durch Trichterstofffänger konnte der Stoffverbrauch um 5 – 10 % reduziert werden. Die Weiterentwicklungen von Kalandern, Roll- und Schneidmaschinen sowie der erforderlichen Nebenbetriebe wie Kesselhaus und Dampfkraftanlage trugen ebenfalls zum technischen Fortschritt in der Papierherstellung bei [4]. In der Folgezeit mussten Pulper und Refiner zur Stoffzerfaserung und kontinuierlichen Mahlung erfunden werden. Mit der Nutzung von Altpapier als Rohstoffquelle entwickelten sich „highly-sophisticated“ Stoffaufbereitungs-anlagen mit zahlreichen Reinigungsmaschinen. Die enormen Produktionssteigerungen sind aber nicht nur durch größere und leistungsstärkere Maschinen zustande gekommen, sondern waren vielmehr auch eine Folge der Entwicklung kontinuierlich betriebener Maschinen sowie der Einführung von Mess-, Regelungs- und Steuerungstechnik. Erst die moderne Prozessleittechnik ermöglicht es, auch größte Anlagen mit geringstem Personalaufwand aus der Schaltwarte eines Betriebes heraus mit hoher Effektivität zu bedienen.

Diese zunehmende Technisierung der Papierherstellung erforderte spezialisierte Fach-Ingenieure – Papieringenieure – die bisher nicht ausgebildet worden waren. Im 19. Jahrhundert vollzog sich zunächst langsam und dann immer rasanter der Wandel von der handwerklichen Papierherstellung zu einer industriellen Papierproduktion. Der V.D.P. hatte zum Ende des 19. Jahrhunderts festgestellt, dass die „stark in Erscheinung getretene Umwandlung vieler papierindustrieller Werke zu Großbetrieben“ es notwendig mache, “geeignete Ingenieure sowie Chemiker zur Führung und Kontrolle der Fabrikation heranzuziehen“ und „für eine besondere wissenschaftliche Ausbildung ihrer Hilfskräfte Sorge zu tragen.“ [4] Es bestand Klarheit darüber, dass auch die Papierfabrikation einer wissenschaftlich fundierten Arbeitsweise bedarf und die strukturierte Beleuchtung der Fertigungsgänge Ingenieure erfordert, die Kenntnisse des Maschinenbaus, der Elektrotechnik und der Chemie miteinander vereinen. Dem Kreis der Männer, die diese Auffassung gegenüber der Hessischen Regierung vertraten, stand Kommerzienrat Dr. Adolf SCHEUFELEN aus Oberlenningen vor, der als Mitbegründer der Fachrichtung Papieringenieurwesen gilt und seinem „Kind“ als Helfer und Ratgeber bis zu seinem Tod im Jahr 1941 treu verbunden blieb [8]. Bleibt zu erwähnen, dass der Start der Fachrichtung Papieringenieurwesen im Jahr 1905 auch finanziell vom V.D.P. mit insgesamt 19.000 Mark in den ersten vier Jahren zur „Anschaffung von maschinellen Einrichtungen für den Unterricht“ unterstützt wurde [9]. Unterstützend ist auch zu mutmaßen, dass zur damaligen Zeit die Papierfabriksbesitzer der Einrichtung eines adäquaten technisch-wissenschaftlichen Studiums zur qualifizierten Ausbildung Ihrer Söhne sicherlich zumindest wohlwollend, wenn nicht sogar aktiv befürwortend, gegenüber standen

[1] Die Fachbibliothek Zellstoff und Papier ist bei Recherchen gern behilflich. Kontakt: Dipl.-Bibl. Hans-Joachim Bosse, Tel.: 06151/162277, E-Mail: bosse@papier.tu-darmstadt.de

[2] N.N.: Bekanntmachung des Vereins Deutscher Papierfabrikanten. WfP 36(1905), Nr. 16, S. 1155

[3] N.N..: Großherzoglich Technische Hochschule zu Darmstadt. Studienplan der Abteilung für Maschinenbau. WfP 36(1905), Nr. 13, S. 918-919

[4] Müller, F.: Die deutsche Papierfabrikation und ihre Entwicklung in mechanisch-technischer Hinsicht während der letzten 30 Jahre. Festschrift zum 50jährigen Jubiläum des Vereins Deutscher Papierfabrikanten, Berlin, Juni 1922

[5] N.N.: Vortrag über Papier. WfP 45(1914), Nr. 4, S. 279-281

[6] Brecht, W.: Die Herstellung des Papiers im Wandel der Zeiten. Aus der Vortragsreihe „Die Welt des Ingenieurs“ der Technischen Hochschule Darmstadt im Wintersemester 1945/46. Universitätsverlag Carl Winter, Heidelberg und Darmstadt, 1946, S. 161-178

[7] N.N.: VDP-Leistungsberichte 1961, 1971, 1991 und 2005. Hrsg. VDP, Bonn