Browsing by Department "Puunjalostustekniikan osasto"

Filter results by typing the first few letters
Now showing 1 - 20 of 837
  • Aaltopahvitehtaan tuotantologistiikan kehittäminen
    (1998) Ala-Nikkola, Jari
     Helsinki University of Technology | Master's thesis
  • Absorption of water by pulp fibers
    (2000) Kang, Taegeun
     Helsinki University of Technology | Master's thesis
  • Adaptation of paper surface properties to high speed ink jet printers and finishing
    (2005) Eiroma, Kim
     Helsinki University of Technology | Master's thesis
  • Adaptivity in user-oriented content production, Home Solutions
    (2001) Korppoo, Sanna
     Helsinki University of Technology | Master's thesis
  • Paperirainan tarttuminen alkukuivatusosalla
    (2004) Valtari, Petri
     Helsinki University of Technology | Master's thesis
  • Adhesion of reactive sizes and paper machine fouling
    (2007-11-23) Lindfors, Juha
     Doctoral dissertation (article-based)
    The use of reactive sizes, alkyl ketene dimer (AKD) and alkenyl succinic anhydride (ASA), in papermaking has increased during the last decades and today they are commonly used in the manufacture of various paper and board products. The contribution of AKD and ASA to the fouling of paper machines has been shown to be considerable, and fouling has a major influence on the performance and economy of paper production. Adhesion unquestionably plays a major part in fouling phenomena. The aim of this work was to clarify how fouling could be minimized or avoided by control of adhesion; therefore different methods were used to study factors that have an influence on adhesion. Spreading kinetics and adhesion of reactive sizes on different surfaces were examined using contact angle measurements. Also, contact mechanics measurements of adhesion were performed. Surface hydrophilicity/hydrophobicity, pH and Ca2+-ion concentration were the key factors whose contribution to adhesion of AKD and ASA were studied. Model surfaces of AKD and ASA were also developed. In addition to fundamental laboratory experiments, applied fouling tests were carried out. According to the results, the spreading and adhesion of both AKD and ASA on hydrophilic materials in aqueous environment – excluding the high pH, high ion concentration conditions – is almost negligible compared to the adhesion on hydrophobic materials. The hydrolysis of ASA molecules at the liquid-liquid interface is very fast. Ca2+-ions had a markedly larger influence on the spreading and adhesion of ASA than pH. Furthermore, the outcome of combining high pH and calcium is even more remarkable; under such conditions significant changes occur in the spreading of ASA on both hydrophilic and hydrophobic surfaces and the nature of the surface does no longer have any effect on the spreading of ASA. This suggests that surface contamination can not be avoided in these conditions by just choosing the right surface chemistry. The composition of ASA or the formulation of ASA emulsions should be changed. The correlation between contact angle and contact mechanics methods used to measure adhesion was found to be adequate, and thus the choice of preferred method can be made depending on the system to be investigated. Both methods will be very useful in studying interactions that are of great interest in different phenomena related to papermaking. The results from the contamination testing showed similar features to those observed in fundamental laboratory experiments; the formation of deposits seems to be particularly troublesome when ASA is used concomitantly with precipitated calcium carbonate (PCC) or calcium chloride (CaCl2) at neutral or slightly alkaline pH.
  • Adhesional properties of polyamide 6 fibers used in press felts
    (1996) Kekkonen, Juha
     Helsinki University of Technology | Licentiate thesis
  • Adsorption of cationic starch on anionic silica studied by QCM-D
    (2003) Tammelin, Tekla
     Helsinki University of Technology | Master's thesis
    Cationic starch is a widely used chemical in papermaking. The adsorption of cationic polyelectrolyte, cationic starch (CS) on the anionic SiO2 surface has been studied with quartz crystal microbalance with dissipation, QCM-D instrument. The aim of this work is to understand the structure of adsorbed cationic starch layers, its dependence on the electrolyte concentration, polymer charge density and molecular weight distribution. The adsorbed layers of cationic starch were also modelled with theoretical simulations using a Voigt-based viscoelastic model. This quantitative interpretation gives data about the thickness, shear elastic modulus and shear viscosity of the film. The X-Ray photoelectron spectroscopy, XPS, has been used as a quantitative verification method. Two markers for the CS were used; surface content of nitrogen and the relative abundance of C-O, i.e. carbon bonded only one oxygen atom. Three different kind of cationic starches were adsorbed on the anionic silica:. I) CS with low degree of substitution (DS) and high molecular weight (narrow Mw distribution). 2) CS with high DS and high molecular weight (broad Mw distribution). 3) CS with high DS and low molecular weight (narrow Mw distribution). Adsorption of CS depends on the charge density and electrolyte concentration in the expected way. Without added electrolyte CS adsorbs on the anionic silica in a very flat conformation. The formed layer is thin and rigid and the film thickness can be estimated using Sauerbrey equation. By increasing the electrolyte concentration the conformation of the polyelectrolyte is more coiled and more polymer fits on the surface. Although at high electrolyte concentrations where the electrostatic interactions should be screened, cationic starch still adsorbs on the negatively charged surface. When modelled by Voigt model the final thickness is about 7 nm for the low charged CS and -4.5 for highly charged CS. The XPS analysis supports well the QCM-D results. CS with narrow molecular weight distribution forms a more compact and rigid layer due to better packing of the molecules whereas CS with broad molecular weight distribution forms more loose and softer layer With higher water content.
  • Adsorption of dissolved and colloidal substances on filler surfaces
    (2001) Terho, Jussi
     Helsinki University of Technology | Master's thesis
  • Adsorption of lignin and lignin/cationic polymer complexes on cellulose fibres and their effect on sheet properties
    (2004-12-17) Maximova, Natalia
     Doctoral dissertation (article-based)
    The objective of this dissertation was to deepen the understanding of lignin uptake by cellulose fibres by systematic studies under well-controlled conditions, and to clarify its effect on the papermaking properties of the fibres. It was possible to gain some direct insight into lignin sorption mechanisms by a comprehensive approach including studies of lignin behaviour in the solution, adsorption measurements and surface chemistry examination, studies of lignin distribution in the fibres, as well as analysis of sheet technical properties. It was found that van der Waals' interactions between lignin and fibres in aqueous dispersion are very weak and do not overcome the mutual electrostatic repulsion. No lignin is adsorbed from aqueous lignin solutions onto pure cellulose fibres: lignin loosely attaches to bleached fibres by imbibition with solution and filtration effect, and can be washed away with water. However, in sheets lignin binds to the fibres: some lignin is distributed throughout the cell wall, but the major part is located in the layers formed between the fibres. Restrained drying is responsible for binding of trapped lignin to the fibrous mat. Irreversible adsorption may occur in the presence of cationic polymers. The course of adsorption depended on the sequence of polymer addition. Kraft lignin is adsorbed as a monolayer onto cationised surfaces. In the aqueous solutions lignin and cationic polymers (PDADMAC and cationic starch (CS)) form both soluble and insoluble complexes, which are cationic or anionic, depending on the lignin/cationic polymer charge ratio. The complexes adsorb on kraft pulp fibres (and mica), especially at low lignin/polyelectrolyte ratios, when the complexes are cationic, covering the surface with patches, films or blobs. The driving force for adsorption of lignin/cationic polymer complexes on chemical pulp fibres is primarily electrostatic: adsorption takes place as long as the fibre surface and the lignin are oppositely charged. Adsorption of complexes is highly dependent on the sequence of addition of lignin and cationic polymer. If the complexes are formed in solution prior to adsorption on the fibres there is a relatively sharp maximum in adsorption at cationic polymer/lignin ratios below the isoelectric point. If complexes are formed directly on the fibre surface (adsorption of lignin on fibres treated with cationic polymer) the isotherm reaches a plateau value. Adsorbed complexes are located on the outermost surface of the fibres, which leads to brightness losses. Papers made from fibers with adsorbed lignin complexes exhibit improved strength and water resistance. This could be utilized in the manufacture of packaging grades of paper. Lignin particles in the solution are elongated and are about 1 nm thick and 2.5 nm wide. They adsorb onto cationised substrates in the form of individual granules, consisting of about 1200 primary lignin particles that are held together by strong cohesive forces.
  • Air/gas content characteristic of the liquor displacement batch cooking technology
    (2000) Kavoossi, Babak
     Helsinki University of Technology | Master's thesis
  • Aktivoitu hapan peroksidivaihe nykyaikaisessa massanvalkaisussa
    (1999) Oksanen, Jaakko
     Helsinki University of Technology | Master's thesis
    Työssä selvitettiin Kemijärven Sellu Oy:n toisen happivaiheen korvaamista aktivoidulla happamalla peroksidivaiheella (mP-vaihe). Tarkoituksena oli happivaiheen ajomallia muuttamalla parantaa sellun laatua. Työtä varten tehtiin laboratorioesikokeita, joilla pyrittiin selvittämään mP-vaiheen potentiaali mahdollista tehdaskoetta varten. Kokeissa selvisi, että korvaamalla happivaihe pelkällä mP-vaiheella ei täysvaaleutta pystytä saavuttamaan. Sen sijaan lisäämällä mP-vaiheen jatkoksi alkaliuutto (E) ilman vaiheiden välistä pesua saatiin huomattavasti parempia tuloksia. Sekvenssillä Q-mP/E-D-Ep-D saatiin happidelignifioidulla massalla, jonka kappaluku oli 14,4, loppuvaaleus 89+ % ISO sekä hyvät lujuusominaisuudet. Tehdaskoeajo päätettiin suorittaa tällä sekvenssillä. Tehdaskoeajossa mP/E-vaihe suoritettiin kelatoidulle massalle, jonka 1. happivaiheen jälkeinen kappaluku oli 12-14. mP-vaiheessa kappareduktio oli n. 30%. mP-vaiheen peroksidiannos oli koeajossa liian suuri (lähes 18 kg/tm). Suuren jäännösperoksidimäärän takia E-vaihe saattoi muistuttaa alkalista peroksidivaihetta. Jäännösperoksidi yhdessä transitiometallien kanssa saivat E-vaiheessa aikaan haluttua suuremman kappareduktion (n. 30% mP-vaiheen jälkeisestä kapasta). Tämä näkyi myös viskositeetin alenemisena ja vaaleuden nousuna. Valkaisun loppuvaaleus 89+ % ISO saavutettiin helposti. Huolimatta suuresta kappareduktiosta saatiin valkaistulle koeajon massalle vastaavat lujuusominaisuudet kuin referenssiajon massalle. mP/E-vaiheen suodoksen TOC-pitoisuudet olivat huomattavasti O/O-vaiheen suodosta pienemmät, mikä on osoitus mP/E-vaiheen selkeästä saantoedusta O/O-vaiheeseen verrattuna. Työllä osoitettiin mP/E-vaiheen toimivan hyvin. Pitempiaikaisessa tehdaskokeessa voitaisiin tämän työn tuloksien avulla hakea valkaisulle optimoidut parametrit, jolloin sellun laadun parannukset olisivat saavutettavissa.
  • Analysaattoriavusteisen eräkeiton suunnittelu ja dokumentointi
    (1998) Luukko, Aarne
     Helsinki University of Technology | Master's thesis
    Sulfaattikeiton ohjaus on perinteisesti ollut vain eri keittotekijöiden vakiointia, jolloin massanlaadussa on voinut kuitenkin esiintyä vaihtelua useasta eri syystä. CLA 2000 keittolipeäanalysaattorin käyttö keitonseurannassa luo mahdollisuuden havaita eri syistä tapahtuva delignifioinnin häiriintyminen jo keiton aikana. Näin ollen pystytään siirtymään reaaliaikaiseen keitonohjaukseen, jolloin eri keittojen ja keittimien kappahajontaa pystytään pienentämään nykyisestä. Tämän diplomityön tavoitteena oli suunnitella Sunilan sellutehtaan keittämölle analysaattoripohjainen keitonohjaus. Tehdas valmistaa havupuusulfaattimassaa, jonka pääasialliset käyttökohteet ovat puupitoiset painopaperit. Armeerausmassan tärkein ominaisuus on lujuus. Puuraaka-aineen valinta määrää massan lujuuden ylärajan. Se kuinka paljon puuraaka-aineen lujuuspotentiaalista saadaan siirrettyä valmiiseen massaan on puolestaan riippuvainen tehtaan laitteistoista. Sulfaattisellun valmistuksen yksikköoperaatioista on keitolla suurin vaikutus valmiin sellun lujuuteen. Tämän diplomityön kirjallisuusosassa keskitytään käsittelemään puuraaka-aineen ominaisuuksia ja sulfaattikeittoa, jotka ovat kaksi suurinta vaikuttajaa valmiin sellun lujuuteen. Tehtaan laitteistokuvaukset osassa tarkastellaan Sunilan keittämön laitteistoja ja ohjausjärjestelmää. Keittämö on 13 keittimen eräkeittämö, missä massanvalmistus perustuu pitkälti perinteiseen eräkeittotekniikkaan. Keitossa on kuitenkin mahdollisuus käyttää tasoitettua alkaliprofiilia suorittamalla valkolipeätäyttö kahdessa tai kolmessa osassa. Ohjausjärjestelmänä on keittämöllä Alcont 3000x, johon on sisällytetty sekä perustason- että ylemmän tason Cookerman ohjaukset. Keittämöllä on neljä ABB:n toimittamaa CLA 2000 keittolipeäanalysaattoria, joihin on kytketty kaikki keittimet. CLA 2000 on keittoprosessin valvontaan ja on-line säätöön kehitetty analysaattori, jonka toiminta perustuu jatkuvaan keittolipeän analysointiin. Analysaattori mittaa keittolipeästä yhtäaikaisesti alkali-, ligniini- ja kokonaiskuiva-ainepitoisuutta. Koko analysaattorijärjestelmä on liitetty sen hallintayksikön kautta keittämön automaatiojärjestelmä Alcont 3000x:ään. Suunnitteluosassa tarkastellaan mitä mahdollisuuksia ja rajoituksia Sunilan keittämön laitteistot ja ohjausjärjestelmä asettaa analysaattoriavusteisessa keitonohjauksessa. Analysaattoriavusteisessa keitonohjauksessa on erittäin tärkeä löytää sellaiset CLA 2000 keittolipeäanalysaattorin mittaustuloksiin perustuvat erosuureet, joiden perusteella keiton säätäminen on mahdollista varsin yksiselitteisesti. Sunilassa valittiin analysaattoriavusteisessa keiton-ohjauksessa käytettäviksi erosuureiksi referenssikäyriin ja hetkellisarvoihin pohjautuvat erosuureet. Referenssikäyrien käyttö erosuureena tarkoittaa sitä, että kaikkien CLA:n mittaussuureiden yksittäisiä mittaustuloksia verrataan referenssikäyriin ja niiden eron perusteella lasketaan kappaennuste. Hetkellisarvoista käytetään alkalimittauksen tuloksia keiton alkaliannoksen ja mahdollisen valkolipeälisäyksen määrän laskentaan. Näiden kahden eri tavalla muodostettavan erosuureen perusteella voidaan Sunilassa säätää alkalisuutta, keittolämpötilaa ja keiton lopettamisajankohtaa. Lisäksi suunnitteluosassa esitetään vaiheittain tarvittavat toimenpiteet keittämön muuttamiseksi analysaattoriavusteiseksi.
  • Analysing sawnwood supply distribution in Finnish sawmilling industry with database approach
    (2005-09-20) Virtanen, Jussi
     Doctoral dissertation (monograph)
    The thesis analyses sawnwood supply in the Finnish sawmilling industry using the database approach. The analyses help to understand the supply and demand of sawnwood between customers and sawmills. In the analyses two databases were used to examine the supply of sawnwood. In addition, the following three criteria were used: 1) quantity, 2) price and 3) quality. The study focused on a sample of 63,774 sales of over 19 million m3 sawnwood from 1995 to 2000. Quality in the thesis is defined in terms of dimensions, quality classes, end moisture contents and user segments. The coniferous species in the sample were Scots pine (Pinus sylvestris) and Norway spruce (Picea abies). Additionally, time series data about the consumption of coniferous sawnwood from the years between 1961 and 2002 was used in the study. The most essential new result of the thesis was that the features of sawnwood as a commodity product were clear in the sample from 1995 to 2000. Nevertheless, the marketing and the operations of the Finnish sawmilling industry at the time emphasised the features related to special and customer products. In 2002, the global consumption of coniferous sawnwood (CSW) was 283 million m3. The same year in Finland, the consumption of sawnwood increased to 1.02 m3 per capita, the highest in the world. Finland experienced a structural change in the sawnwood consumption between the periods of 1961-1996 and 1997-2002. From 1995 to 2000, sawnwood supply and sales from Finnish sawmills were largely limited to only a few volume dimensions. For pine, 20% of the number of dimensions encompassed 91% of volume and 90% of value. For spruce, 20% of the number of dimensions covered 82% of volume and 83% of value. The Pareto principle assumption applied to the distribution of sawnwood dimensions from the quantity (m3) and value (€) perspectives. There was a sawnwood market trend towards smaller batch sizes. It was observed that the end moisture content class MC 18% has a dominant position – over 90% – in the end moisture content distribution. The results supported the view that sawnwood supply consists mainly of a limited number standard products. Dimensions had big differences specific to country and species of timber. The basis price system worked by dimension, quality class and species with a defined basis of pine 50 × 150 mm U/S or similar. This system was used in the pricing of sawnwood in the Finnish sawmilling industry in 2000. In the analyses, the supply of sawnwood was divided according to end moisture content classes, countries, dimensions and segments. In the supply analyses, standard dimensions and qualities were linked with the standard moisture content classes as MC 18%. The results showed that the supply was greatest for standardised sawnwood. The supply and demand for special qualities increased particularly for pine. There was a correlation between sawnwood export countries, moisture content classes and end-user segments. The results showed that sawnwood user segmentation was still unfinished. The thesis seeks to present such methods that give relevant information to sawmills and other segments of the forest cluster. These useful methods include logistic regressions and other statistical tools. Applying these tools can give new insight into business management as well as the dynamics of the demand for sawnwood and other wood products.
  • Analysis of Reasons for Superior Performance in the Pulp and Paper Industry
    (1998) Ståhlberg, Kari
     Helsinki University of Technology | Master's thesis
  • Densitometrin ja spektrofotometrin soveltuvuus on-line mittaukseen
    (1999) Sivonen, Juha
     Helsinki University of Technology | Master's thesis
  • Mustesuihkutulostustekniikan soveltuvuus henkilöidentiteettituotteen valmistukseen
    (1998) Hyvärinen, Pirjo
     Helsinki University of Technology | Master's thesis
    Identiteettituotteella tarkoitetaan esimerkiksi valtiollisia henkilöllisyystodistuksia, kuten henkilökortteja, passeja ja ajokortteja. Identiteettituotteen tulee olla turvallinen tuote. Turvallisuudella tarkoitetaan, että tuotteessa olevaa informaatiota ei pystytä jälkeenpäin muuttamaan tai poistamaan ilman, että siitä jää helposti havaittavia jälkiä. Identiteettituotteen henkilötieto-osa on yleensä useista muovikerroksista laminoitu rakenne. Tällä hetkellä turvallisissa identiteettituotteissa on tuotteen haltijasta yleensä harmaasävykuva. Työn tavoitteena oli selvittää, voitaisiinko mustesuihkutulostuksen avulla tuotteeseen saada värikuva. Kirjallisuusosassa käsitellään mustesuihkutulostusväreille asetettavia vaatimuksia, mustesuihkuväreihin soveltuvia väriaineita, tulostustekniikkaa ja identiteettituotteissa käytettyjä muovilaatuja. Kokeellisessa osassa keskityttiin pääasiassa väriaineiden testaukseen. Testejä varten tehtiin kaksi liuotinseos-sideaine-pohjaliuosta, joihin liuotettiin kationisia ja metallikompleksiväriaineita. Värejä vedostettiin PVC- ja polykarbonaattimuoveille, ja niiden ominaisuuksia (laminoituvuus, laminoinninkesto, valonkesto, lämmönkesto, kemikaalinkesto, laseroinnin kesto) testattiin. Vesipohjaisia kaupallisia värejä; kiinteän pigmentin mustetta ja kiinniteaineen kanssa tulostettua liukoisen väriaineen mustetta, tulostettiin Teslin-muoville, ja selvitettiin värien laminoinninkesto, valonkesto, kemikaalinkesto ja laseroinnin kesto. Liuotinpohjaisten värien tulostettavuutta testattiin pietsosähköisellä kiteellä aiheutettavan pisaroinnin tulostintyypillä. Useimmat väreistä laminoituivat laimeina liuoksina. Kaikkien värien sävyt muuttuivat laminoitaessa. Kiinteän pigmentin värit olivat valonkestoltaan parhaita, metallikompleksiväriaineet hyviä ja kationiset väriaineet huonoja. Värien lämmön- ja laseroinnin kesto oli hyvä. Liukoisten värien kemikaalinkesto oli melko huono, vesipohjaisilla musteilla hieman parempi. Liuotinpohjaisten värien tulostaminen onnistui. Tulostusjälki oli parempi käytettäessä muovipinnalla hieman pisaroivaa mustetta. Päällystämättömälle muoville tulostamiseen tulisi käyttää liuotinpohjaista, kiinteän pigmentin dispersiomustetta parhaan lopputuloksen saamiseksi. Tulostusjälki tulee kuitenkin laminoida tuotteen sisälle, jolloin kemikaalinkesto ei ole yhtä kriittinen ominaisuus kuin kortin pinnalla olevan värin suhteen.