Modeling and Prediction of Paper Properties in a Newsprint Mill

No Thumbnail Available
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Helsinki University of Technology | Diplomityö
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Date
2003
Major/Subject
Tehdassuunnittelu
Mcode
Kem-107
Degree programme
Language
en
Pages
ix + 105 s. + liitt. 20
Series
Abstract
Työn tarkoituksena oli mallintaa paperin laatuparametreja perustuen paperikoneen prosessimuuttujiin. Tavoitteena oli löytää korrelaatioita muuttujien ja laadun välille ja voida ennustaa paperin laatua rakennettujen mallien perusteella. Työ pyrkii tarjoamaan perustiedot laadun on-line -seurantajärjestelmän kehittämiseen. Täten mallinnukseen liittyvien ongelmien tunnistaminen ja ehdotukset tulevaisuuden suunnaksi olivat myös tärkeitä osia tässä projektissa. Kirjallisuusosa esittelee monimuuttuja-analyysimenetelmät pääkomponenttianalyysin (PCA) ja osittaisten neliösummien menetelmän (PLS). Työssä kuvataan tutkielman kaltainen sanomalehtipaperin valmistusprosessi luomalla katsaus massan valmistukseen ja paperikoneen eri toimintoihin. Lisäksi työssä tutkitut paperin laatuominaisuudet ja niiden testausmenetelmät on kartoitettu. Työn kokeellinen osa suoritettiin Simca-ohjelmistolla, jolla voidaan tehdä sekä PCA- että PLS-analyysit. Tutkitut paperin laatuparametrit olivat opasiteetti, vetolujuus kone- ja poikkisuunnassa, vetomurtoenergia kone- ja poikkisuunnassa sekä repäisylujuus poikkisuunnassa. Syöttötietoina käytettiin pääasiassa paperikoneen prosessiparametreja sekä syötön koostumusta ja eräitä sellun ominaisuuksia. Parhaat mallit saatiin muodostettua opasiteetille, jolle oli helppo löytää merkitsevimmät prosessiparametrit ja jonka mallit soveltuivat hyvin ennustamiseen. Vetolujuuksien sekä repäisylujuuden mallit olivat myöskin käyttökelpoisia, joskin jonkin verran epävarmuutta esiintyi mallien ennustavuudessa. Vetomurtoenergian mallit olivat vaikeita rakentaa johtuen testausmenetelmän huonoista toistettavuusarvoista. Tämän seurauksena mallien ennustavuuskyky oli epäluotettava. Joitakin mielenkiintoisia korrelaatioita prosessiparametrien ja paperin laadun välille löydettiin. Mielenkiintoisimmat olivat paperin laadun vahva korrelaatio flokkulantin ja paperikoneen puristinosan alipainemuuttujien kanssa. Näitä muuttujia voidaan käyttää ennustamaan erityisesti paperin lujuutta. Työssä laaditut mallit ennustivat hyvin paperin laatua. Malleihin joudutaan kuitenkin vielä lisäämään muuttujia, jotta niistä saadaan tarkempia. Suurimpia ongelmia aiheuttivat paperin laadun testausmenetelmien huonot toistettavuusarvot sekä kahden eri neliömetripainon mallintaminen. Näihin tulisi keskittyä projektin jatkotutkimuksissa.
Description
Supervisor
Hurme, Markku
Thesis advisor
Orccotoma, José-Antonio
Keywords
Other note
Citation