The slushing of coated broke as a source of disturbances in paper making

Abstract

Diplomityön tavoitteena oli selvittää pulpperointiparametrien vaikutusta tuloksena saatavan sulpun ominaisuuksiin ja retentiopolymeerin tehokkuuden vaihteluun.

Työn kirjallisuusosassa perehdyttiin päällystetyn hylyn koostumukseen ja muodostumiseen. Pulpperoinnin lisäksi tarkasteltiin hylkyjärjestelmää, pulpperointiin ja kuituuntumiseen vaikuttavia tekijöitä sekä selvitettiin päällystetyn hylyn käytöstä aiheutuvia häiriöitä, niiden vähentämismahdollisuuksia ja päällystetyn hylyn tutkimusmenetelmiä.

Työn kokeellinen osa jakautui pulpperointi- ja retentiokokeisiin. Pulpperointia varten esi- ja pintapäällystetty, superkalanteroitu paperi leikattiin ja liotettiin. Pulpperointi suoritettiin laboratoriopulpperilla. Muuttujina käytettiin sakeutta, kierrosnopeutta, viipymäaikaa ja lämpötilaa. Pulpperoidusta massasta mitattiin zetapotentiaali ja kuidunpituus. Kuituaines erotettiin DDJ-laitteella ja suodoksesta määritettiin pH, johtokyky, kokonaisvaraus, sameus ja tuhkapitoisuus. Kolloidinen ja hienoaines erotettiin sentrifugoimalla. Vesifaasista mitattiin sentrifugoitu varaus ja sakkafaasista partikkelikoko. Muuttujien vaikutuksia arvioitiin regressioanalyysin avulla. Pulpperointikokeiden perusteella valittiin kolme massaa retentiokokeisiin. Retentoitavuutta tutkittiin Moving Belt Formerilla (MBF). MBF-arkeista määritettiin retention lisäksi neliömassa, tuhkapitoisuus ja formaatio. Kokeissa käytettiin vakiosulppumäärää (50 % hylkyä, 50 % sellua) ja viittä eri retentioaineannostusta. MBF-massojen partikkelikokoa, partikkeleiden määrää sekä side- ja pigmenttipitoisten partikkeleiden osuutta tutkittiin virtausytometrimittausten avulla.

Pulpperointitavalla oli merkittävä vaikutus päällystetyn hylyn laatuun ja retentiokemikaalien kulutukseen. Hylyn koostumuksen vaihtelut näkyivät sameuden, johtokyvyn ja varaustilan muutoksina sekä päällystepartikkeleiden kokojakauman vaihteluina. Kierrosnopeudella oli merkittävin vaikutus pulpperoitavan massan ominaisuuksiin. Myös viipymäaika ja sakeus vaikuttivat massan ominaisuuksiin merkitsevästi. Näiden muuttujien yhteisvaikutuksesta pulpperiin muodostuivat korkeat leikkausvoimat, jonka seurauksena hylyn hajotusaste ja hylystä liukenevien häiriöaineiden määrä kasvoi sekä hylystä irtoavien päällystepartikkeleiden koko pieneni.

Partikkelikokojakauman vaihtelut vaikuttivat retentiokemikaalien annosteluun. Korkeiden leikkausvoimien vaikutuksesta syntyneet hienojakoiset partikkelit retentoituivat karkeita partikkeleita huonommin, minkä seurauksena saman neliömassan saavuttamiseksi retentioaineita jouduttiin annostelemaan enemmän. Päällystetyn hylyn aiheuttamia häiriöitä voidaan vähentää vakioimalla hylyn laatua ja annostelua.