Broke and waste coating color as a source of detrimental substances on a special paper machine

Abstract

The purpose of this work was to investigate the chemical stability of wet-end and impact of broke and wet waste coating color on final quality and machine runnability. Main target was to find out the correlation of broke and waste coating color with defect amounts and runnability problems. For this the most common wet-end measurements and additionally flow cytometer was used as analysis method. One idea of the work was also to define actions to prevent or decrease the negative impact of broke compounds on final quality.

The focus of theoretical part was mainly in defining broke components and their characters as possible detrimental substances. Also the impact of different dry broke slushing parameters on broke quality was dealt. Main part of the theoretical part focused on defining the measurements and most common parameters affecting to wet-end stability, which were used in the experimental part. Introduction of different hydrophobic particles and ways to control them was as well studied.

The experimental part composes four different parts and the first displays the overall chemical state of the wet-end and stock preparation system. The second and third part focuses on impact of broke and wet waste coating color on wet-end stability and defect amounts. The last part is a laboratory study for finding the optimal fixing agent to control the hydrophobic particles.

Clear and biggest negative effect on wet-end stability was seen with coated broke and also some correlation to defect amount and runnability problems were detected. From waste coating color addition and broke slushing tests latex seemed to cause the highest disturbance to the process. Positive effect on decreasing the amount of hydrophobic particles was observed with highly cationic chemicals in production and fixing agents in laboratory study.

Tämän työn tarkoitus oli tutkia märkäosan kemiallista tasapainoa ja hylyn sekä märän hylkypastan vaikutusta laatuun ja paperikoneen ajettavuuteen. Päätavoite oli löytää riippuvuussuhde hylyn ja hylkypastan sekä vikamäärän ja ajettavuusongelmien välille. Tähän tarkoitukseen käytettiin tunnetuimpien märkäosan määritysten lisäksi virtaussytometria analyysiä. Yksi tarkoitus työssä oli löytää tapoja estää tai vähentää hylyn haitallisten häiriöaineiden vaikutusta loppulaatuun.

Painopiste teoriaosassa oli pääosin hylyn komponenteissa ja ominaisuuksissa jotka tekevät niistä haitallisen prosessille. Työssä käsiteltiin myös eri pulpperointi olosuhteiden vaikutus hylyn laatuun. Pääosa teoriaosasta keskittyi tunnetuimpiin mittausmenetelmiin ja niiden vaikutuksiin märkäosan stabiilisuteen, joita käytettiin kokeellisessa osuudessa. Erilaiset hydrofobiset partikkelit esitellään ja myös tavat niiden hallitsemiseen.

Kokeellinen osuus koostuu neljästä osasta, joista ensimmäinen osa kartoittaa yleisen märkäosan ja massanosaston kemiallisen tilan. Toinen ja kolmas osa keskittyy hylyn ja märän hylkypastan vaikutuksiin märkäosan kemiaan ja vika määriin. Viimeinen osa on laboratoriotutkimus jossa pyrittiin löytämään optimaalinen fiksatiivi hydrofobisten partikkelien hallitsemiseen.

Työn perusteella selkeä ja suurin negatiivinen vaikutus märkäosan stabiilisuteen oli päällystetyllä hylyllä. Myös riippuvuussuhteita vikamääriin ja ajettavuusongelmiin havaittiin. Märän hylkypastan lisäämisessä hylkysysteemiin ja hylyn pulpperointi testeissä nähtiin, että lateksi aiheutti suurimman häiriön prosessille. Korkean kationisuuden kemikaaleilla tuotannossa ja fiksatiivi kokeissa laboratoriossa nähtiin näiden kemikaalien annostuksen positiivinen vaikutus hydrofobisten partikkelien määrän vähenemiseen.