Modelling the Quality of Folding Boxboard Formation

Abstract

Diplomityön tarkoituksena oli mallintaa taivekartongin formaatiota perustuen kartonkikoneen märkäosan prosessimuuttujiin. Tavoitteena oli löytää tekijät, jotka aiheuttavat taivekartongin formaation vaihtelua eri ajojaksojen välillä. Lisäksi työssä selvitettiin, miten monimuuttujamenetelmät PCA- ja PLS-menetelmät soveltuvat kartonkikoneen prosessidatan analysointiin. Monimuuttujamenetelmillä luotiin taivekartongin formaatiolle off-line-malli, jotta pystyttiin arvioimaan soveltuvatko menetelmät taivekartongin laadun tai prosessin on-line-säätöön tulevaisuudessa.

PLS-menetelmää (Partial Least Squares) käytettiin todentamaan formaation vaihteluiden aiheuttajat ja PCA-menetelmällä erotettiin syyt, jotka aiheuttivat taivekartongin formaation vaihtelun kyseisellä konerullalla tai ajojaksolla. Mallintaminen suoritettiin viidellä eri lajilla ja neliöpainolla.

Suurimmat syyt taivekartongin formaation vaihteluun olivat pinta- ja selkäkerroksen täyteaineiden osuus, perälaatikkosakeus pinta-, runko- ja selkäkerroksessa, perälaatikon läpivirtausnopeus, koneen nopeus, viiraosan vedenpoistoelimien alipaineet ja hiokkeen freeness.

Edullista taivekartongin formaatiolle olivat pieni täyteaineosuus, matala perälaatikkosakeus ja riittävän korkea perälaatikon läpivirtausnopeus. Viiraosan turbulenssin kasvaessa taivekartongin formaatio parani korkeilla neliöpainoilla ja hitailla koneen nopeuksilla, mutta alhaisilla neliöpainoilla ja korkeilla koneen nopeuksilla yhdistettynä korkeisiin viiraosan tyhjötasoihin oli vaarana kuitumaton rikkoontuminen ja formaation huonontuminen. Liian korkea turbulenssitaso oli haitallisinta suotautumisen alkuvaiheessa.

Koeajon tulokset varmistivat monimuuttuja-analyysien antamia tuloksia lukuun ottamatta koneen nopeutta. Nopeuden negatiivinen korrelaatio taivekartongin formaatioon koeajoissa selittynee liian korkeasta koneen nopeudesta, joka on aiheuttanut turbulenssin ja leikkausvoimien kasvun johdosta kuitumaton rikkoontumisen ja formaation huonontumisen.

Työn aikana saadut tulokset tukevat kirjallisuudessa esitettyjä vastaavia tutkimuksia ja työssä käytetyt monimuuttujamenetelmät soveltuvat hyvin apuvälineeksi taivekartongin laadun ja kartonkikoneen prosessin on-line-säätöön.