Mechanical treatment of coated broke

Abstract

Työssä tutkittiin hylynkäsittelyn yksikköprosesseja päällystetylle hienopaperihylylle. Tutkimus rajattiin mekaanisten yksikköprosessien toiminnan ja tehokkuuden tarkasteluun, joten hylynkäsittelyn kemiallinen puoli jätettiin aiheen ulkopuolelle. Ongelmana tehtaalla ovat päällystetystä hylystä johtuvat laatuviat paperissa, kuten reiät, hajoamattomat päällystepartikkelit ja kuitukimput sekä näistä johtuvat katkot paperikoneella. Työn kirjallisuusosassa selvitettiin hylynkäsittelyn yksikköoperaatioiden toimintaa ja laitteistoja, keskittyen kuidutukseen ja dispergointiin. Lisäksi tarkasteltiin kuidutuksen yleistä teoriaa sekä kuidutus- ja dispergointitulosten arviointia.

Kokeellisessa osuudessa suoritettiin ensin esikokeet, joilla kerättiin informaatiota hylkyjärjestelmän nykytilasta. Koepisteiden massoista määritettiin SR-luku ja valmiista arkeista määritettiin vetolujuusindeksi, ilmanläpäisy sekä flokkisuus. Nämä osoittivat, että kuidutuksella saavutetaan yhtä hyviä vetolujuusindeksin ja ilmanläpäisevyyden arvoja kuin dispergoinnilla mutta alhaisemmassa jauhatusasteessa. Ensimmäisessä dispergointikoeajossa muuttujina olivat hylkytyyppi, energian ominaiskulutus, dispergointilämpötila ja hylyn sakeus. Tulokset osoittivat, että yhdysvaikutuksia muuttujien välillä ei ollut sekä toisaalta hylyn sakeuden olevan merkityksetön laitteiston käyttöparametrien rajoissa. Tämän vuoksi toinen dispergointikoeajo suoritettiin vakiosakeudessa muuttujien ollessa energian ominaiskulutus, hylkytyyppi ja dispergointilämpötila. Toinen dispergointikoeajo osoitti vielä selkeämmin hylkytyypin merkitsevyyden tuloksiin. Lisäksi energian ominaiskulutuksella havaittiin olevan merkitystä, energiaa kasvattamalla dispergointitulos parantui. Lämpötilan vaikutus oli sen sijaan vähäinen mutta samanlainen kuin energian ominaiskulutuksella.

Kuiduttimilla suoritettiin lyhyt vertaileva koeajo hylylle kolmella energian ominaiskulutuksella. Tulokset vahvistivat esikokeiden havainnot eli kuidutus on yhtä tehokas menetelmä kuitukimppujen ja päällystepartikkelien hajotukseen kuin dispergointi. Lisäksi kuidutus on kuituja säästävämpi menetelmä, joka havaitaan vähäisemmästä muutoksesta jauhatusasteessa, vetolujuusindeksissä ja ilmanläpäisevyydessä.

Kaikissa koeajoissa havaittiin hylkytyypin erittäin suuri vaikutus tuloksiin. Lisäksi hajonta hylynkäsittelyyn tulevan massan ominaisuuksissa aiheuttaa vaihtelua käsitellyn massan ominaisuuksissa. Tämän vuoksi on pyrittävä vähentämään tätä vaihtelua ja lisäämään informaatiota käsiteltävästä massasta nopeilla mittauksilla, kuten LC-lajittelulla ja SR-mittauksilla. Täten voidaan optimoida hylynkäsittelyä jokaiselle hylkytyypille sekä saavuttaa kustannussäästöjä mm. käyttökustannuksissa.