CTMP:n ja kartongin laadun välisten vuorovaikutusten analysointi tilastollisia analyysejä hyödyntäen

dc.contributorAalto-yliopistofi
dc.contributorAalto Universityen
dc.contributor.advisorSyväoja, Kati
dc.contributor.advisorNieminen, Mikko
dc.contributor.authorEllilä, Mia
dc.contributor.schoolKemian tekniikan korkeakoulufi
dc.contributor.supervisorPaltakari, Jouni
dc.date.accessioned2015-12-16T07:38:19Z
dc.date.available2015-12-16T07:38:19Z
dc.date.issued2015-12-15
dc.description.abstractTyössä selvitettiin CTMP-massan ja sitä raaka-aineenaan käyttävän kartongin laadun välisiä vuorovaikutussuhteita. Kirjallisuusosassa tarkasteltiin CTMP-prosessin eri muuttujien vaikutusta syntyvän massan laatuun sekä määrityksiä, joilla massan laatua arvioidaan. Nestepakkauskartongin tuoteanalyysin kautta perehdyttiin kartongin vaatimiin laatuominaisuuksiin sekä keskikerroksessa käytettävän CTMP-massan vaikutukseen laadun syntymisessä. Työn kokeellisessa osassa rakennettiin ensin viivemalli Wedge-ohjelmistolla, jonka avulla kartongissa käytetyn CTMP massan laatuarvot sekä prosessimuuttujien vaihtelut pystyttiin kohdistamaan kartongista mitattuun laatuun. Analysoinnissa käytettiin erilaisia tilastollisia menetelmiä, kuten PLS-ja varianssianalyysiä. Erityisesti huomiota kiinnitettiin freeneksen sekä massasta mitatun bonding-lujuuden ja bulkin välisiin yhteyksiin. Työn aikana selvisi, että CTMP massan laatua mittaavan MAP online-analysaattorin kuidunpituus- ja tik-kumääritykset eivät ole olleet oikealla tasolla. MAP-analysaattoriin vaihdettiin uusi kamera ja sen antamia tuloksia seurataan. Lisäksi työssä havaittiin freeneksen laboratoriomittausten suuri hajonta, ja sen eliminoimiseksi käyttöön otettiin MAP-käsimittausjärjestelmä. Työn perusteella myös kyseenalaistettiin käytössä olevan lyhytkuitumassoille tarkoitetun Bauer McNett viirayhdistelmän sopivuus analysoimistarkoituksiin, sekä suositellaan tarkistettavaksi Fiberlab-menetelmän kuidunpituusjakauman mittaus. Kokeellisessa osassa voitiin vahvistaa hypoteesi, jonka mukaan CTMP:n laadulle on löydettävissä kartongin laadun kannalta optimaaliset laatuarvot. Kuten kirjallisessa osassa esitettiin, voitiin myös tämän työn puitteissa todeta, kuinka CTMP-massan freeneksen noustessa sekä massan että siitä valmistetun kartongin bulkki nousee ja lujuuspotentiaali laskee. Nykyinen freeness-tavoite CTMP-massalle on 520 ml, mutta analyysin perusteella sitä voitaisiin nostaa tasolle 530 ml. Työn perusteella suositellaan koeajettaviksi ainakin freeness-tasot 530 ml ja 540 ml. Koeajojen perusteella tulisi myös määritellä tavoitearvo CTMP-massan bonding-lujuudelle, joka analyysin perusteella asettunee välille 90–95 J/m2. Tulosten perusteella miniminä voidaan edelleen pitää arvoa 80 J/m2. CTMP:n bulkille asetettu tavoitearvo on 3,5, mutta tämänhetkisellä prosessilla näin korkealla bulkilla massan lujuuspotentiaali on liian alhainen. Analyysin perusteella tavoitearvon tulisi olla noin 3,0, mutta se tulisi varmistaa esimerkiksi freeness-koeajojen puitteissa. Koska CTMP- massan fibrillimäinen hienoaine B on selkeästi yksi suurimmista lujuuteen vaikuttavista tekijöistä, suositellaan sen ottamista mukaan laadunseurantaan. Tällöin voidaan helpommin välttyä esimerkiksi alkuvuoden 2014 kaltaisilta tilanteilta, jossa massan lujuuspotentiaali on romahtanut. Hienoaineelle vaadittava tavoitetaso tulee kuitenkin tarkistaa uuden MAP-kameran käyttöönoton johdosta. Työssä saatiin myös viitteitä matalaintensiteettisen jauhatustavan positiivisesta vaikutuksesta CTMP-massan laadulle. Lisäksi voitiin todeta tuotantonopeuden noston negatiivinen vaikutus lujuuksien muodostumiseen. Prosessimuuttujien vaikutuksia suositellaan kuitenkin tarkasteltaviksi lähemmin täysin omana projektinaan.fi
dc.description.abstractThe aim of this study was to reveal interactions between CTMP and the board that uses CTMP as one of its raw-materials. The literature part studied the effects of the CTMP-process parameters to the pulp quality, as well as the ways how the pulp quality is assessed. Through the liquid packaging product analysis, the required quality of the board and the effect of CTMP used in the middle layer, was investigated. In the experimental part a Wedge delay model was built. The model enabled to pair the right CTMP quality measurements with the quality measurements of the board. The analysis itself was done with a variety of statistical methods such as PLS and analysis of variance. In particular, attention was given to CTMP’s freeness, and how it is related to bonding-strength and the bulk. During the work it was revealed that the MAP online-analyzer, measuring the shives and the fiber length distribution, was not at a right level. The MAP camera was changed and now the results are being checked. In addition, a large variation was observed in the laboratory measurements of freeness, and to eliminate that, a new MAP- module has been put into operation. Based on this work also the suitability of the Bauer McNett wire cloth combination used in the laboratory, meant for pulps with short fibers, was questioned, and also the validity of the fiber length distribution measurement of Fiberlab is recommended to be checked. In the experimental part the hypothesis, that optimal quality values can be found for CTMP in accordance to the board quality, was confirmed. As stated in the literature part, it was also seen in this work that increasing the freeness of CTMP results as higher bulk, both in the pulp and the board, but the strength potential is lowered at the same time. Current target value for freeness is 520 ml, but on the basis of the analysis it could be increased to 530 ml. Based on this work, it is recommended to perform trial runs at least at freeness levels of 530 ml and 540 ml. On the basis of the trial runs also a target value for CTMP’s bonding-strength, presumably between 90–95 J / m2, should be defined. Based on the analysis, the minimum requirement can be kept at the current value of 80 J/m2. At the moment the target value of CTMP bulk is 3.5, but with the current process, this is too high as it results as a too low strength potential of the pulp. Based on the analysis, the target value should be around 3.0, but this ought to be ensured, for example during the freeness trial runs. As the amount of the fibril-like fines B in CTMP is clearly one of the major factors affecting the strength, it is recommended that it is included in the quality monitoring parameters. It would help to avoid situations like in the beginning of the year 2014, when the pulp strength potential was collapsed. The required level must, however, be adjusted following the installation of the new MAP camera. The experimental part also revealed indications about the positive effect of low intensity refining for the strength potential of CTMP. It was also found that increasing the production level decreases the strength level. However, the effects of process variables should be studied separately in more specific project of its own.en
dc.format.extent148
dc.identifier.urihttps://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/19080
dc.identifier.urnURN:NBN:fi:aalto-201512165598
dc.language.isofien
dc.locationPKfi
dc.programmeBTT - Biotuotetekniikan koulutusohjelmafi
dc.programme.majorKuitutuotetekniikkafi
dc.programme.mcodeKM3003fi
dc.rights.accesslevelclosedAccess
dc.subject.keywordCTMPfi
dc.subject.keywordChemi-thermomechanicalfi
dc.subject.keywordfreenessfi
dc.subject.keywordpackagingfi
dc.subject.keywordboardfi
dc.subject.keywordbondingfi
dc.titleCTMP:n ja kartongin laadun välisten vuorovaikutusten analysointi tilastollisia analyysejä hyödyntäenfi
dc.titleInteractions between the quality of CTMP and liquid packaging board, studied with statistical analysis methodsen
dc.typeG2 Pro gradu, diplomityöen
dc.type.okmG2 Pro gradu, diplomityö
dc.type.ontasotMaster's thesisen
dc.type.ontasotDiplomityöfi
dc.type.publicationmasterThesis
local.aalto.idinssi52723
local.aalto.openaccessno
Files