Seasonal variation of birch pulp quality
No Thumbnail Available
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Kemian tekniikan korkeakoulu |
Master's thesis
Ask about the availability of the thesis by sending email to the Aalto University Learning Centre oppimiskeskus@aalto.fi
Authors
Date
2017-06-13
Department
Major/Subject
Biomass Refining
Mcode
CHEM3021
Degree programme
Master's Programme in Chemical, Biochemical and Materials Engineering
Language
en
Pages
64 + 7
Series
Abstract
The effect of changing liquor-to-wood ratios on birch pulp characteristics were studied at a kraft pulp mill. The aim of the study was to find out if the seasonal variation of pulp quality could be minimized by stabilizing liquor-to-wood ratios during impregnation and cooking. A literature review is included with the aim to study the factors affecting seasonal variation in pulp quality. The mill utilizes hydraulic impregnation and dual phase digester. In this study the liquor-to-wood ratios in impregnation and digester were varied in a mill scale. The liquor to wood ratios in the impregnation phase were 4.0 and 4.3, and for the digester 4.8 and 5.1, respectively. The other process parameters and pulp quality targets were maintained in the fiber line. Pulp samples were collected during the trials and their characteristics were determined in a laboratory. The paper making properties were studied by refining the pulp samples in a laboratory. It was found that the hemicellulose content increased in unbleached and bleached pulps with liquor-to-wood ratio 4.3 in impregnation vessel compared to other trials. At the same time, the effective alkali amount and consumption were lower in impregnation vessel compared to other trial points. However, the total alkali consumptions were similar. The digester liquor to wood ratio changes did not have an effect on the carbohydrate compositions. For the unbleached and bleached pulps the viscosity, brightness and fiber dimensions were not affected by the changes in impregnation and digester liquor-to-wood ratios. The optical properties were not affected by liquor-to-wood ratio changes in impregnation or digester. The paper making properties were affected during the impregnation trials. Tensile strength and tensile stiffness were on a higher level when liquor-to-wood ratio in impregnation was 4.3 due to higher amount of hemicelluloses. Digester liquor-to-wood ratio changes did not affect to paper making properties. According to the results, the seasonal variation of pulp quality can be influenced by maintaining steady liquor-to-wood ratio in impregnation vessel. A higher hemicellulose content in the pulp can be achieved with a higher liquor-to-wood ratio during impregnation.Neste-puusuhteen vaikutusta koivukuidun ominaisuuksiin tutkittiin eräällä sellutehtaalla. Työn tavoitteena oli tutkia pystyttäisiinkö sellun laadun vuodenaikaisvaihtelua vähentämään vakioimalla imeytystornin ja keittimen neste-puusuhteet tietylle tasolle. Työ sisältää myös kirjallisuuskatsauksen, jossa käsitellään tekijöitä, jotka aiheuttavat koivusellun laadun vuodenaikaisvaihtelua. Tutkittavalla tehtaalla on käytössä hydraulinen imeytystorni sekä höyry-nestefaasikeitto. Tässä tutkimuksessa muutettiin imeytystornin ja keittimen neste-puusuhteita tehdaskoeajoissa. Koeajojen aikana imeytystornin neste-puusuhde oli 4,0 ja 4,3 sekä keittimen osalta 4,8 ja 5,1. Muut kuitulinjan prosessiarvot ja massan laatutavoitteet pidettiin samana. Koeajojen aikana kerättiin massanäytteitä, joiden ominaisuuksia analysoitiin laboratoriossa. Paperiteknisiä ominaisuuksia tutkittiin suorittamalla massoille laboratoriojauhatukset. Tulokset osoittivat, että hemiselluloosan määrä valkaisemattomassa ja valkaistussa massassa kasvoi, kun imeytystornin neste-puusuhde oli 4,3. Samaan aikaan vaikuttavan alkalin määrä ja kulutus imeytystornissa olivat pienemmällä tasolla kuin muissa koepisteissä. Kuitenkin alkalin kokonaiskulutukset koepisteiden välillä olivat samalla tasolla. Keittimen neste-puusuhteiden muutoksilla ei ollut vaikutusta hiilihydraattikoostumukseen. Valkaisemattomien ja valkaistujen massojen osalta viskositeetti, vaaleus ja kuidun dimensiot eivät muuttuneet, kun imeytystornin ja keittimen neste-puusuhteita muutettiin. Valkaistun massan optiset ominaisuudet eivät riippuneet neste-puusuhteiden muutoksista imeytystornissa tai keittimessä. Valkaistun massan paperitekniset ominaisuudet erosivat imeytystornin koeajojen tulosten osalta. Vetolujuus ja vetojäykkyys olivat korkeammalla tasolla kun imeytystornin neste-puusuhde oli 4,3 ja hiilihydraattien määrä valkaistussa massassa korkeampi. Keittimen neste-puusuhteen muutokset eivät vaikuttaneet massan paperiteknisiin omaisuuksiin. Tulosten perusteella voidaan sanoa, että sellun laadun vuodenaikaisvaihteluun pystytään vaikuttamaan imeytystornin tasaisella neste-puusuhteella. Korkeampi hemiselluloosan määrä pystytään saavuttamaan korkeammalla neste-puusuhteella imeytystornissa.Description
Supervisor
Sixta, HerbertThesis advisor
Pesonen, AnnaKeywords
kraft, pulping, birch, impregnation, quality