Puuraaka-aineen ja ajotapojen vaikutukset puunkäsittelylaitoksen taseisiin sekä kuorinnan laatuun ja puuhäviöihin

No Thumbnail Available
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Helsinki University of Technology | Diplomityö
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Author
Date
1999
Department
Puunjalostustekniikan osasto
Major/Subject
Paperitekniikka
Mcode
Puu-21
Degree programme
Language
fi
Pages
84
Series
Abstract
Tämän työn tavoitteena oli selvittää UPM-Kymmene Oyj Jämsänkosken tehtaiden puunkäsittelylaitoksen materiaalivirrat ja selvittää tehtaan puunkulutusluku (k-m[3]_(puuta) / t _(hierrettä)). Työssä on selvitelty myös puuhäviöiden syntymiseen vaikuttavia tekijöitä kuorinnassa sekä tutkittu kuorimon jätevesiä ja niiden vuodenaikavaihteluja. Kirjallisuusosassa on käsitelty puunkäsittelyn laitteistoa ja niiden ajoparametrien vaikutusta puuhäviöihin ja lopputuotteen laatuun. Puunkäsittelyn kuituhäviöt muodostuvat puiden katkaisussa, rumpukuorinnassa sekä haketuksessa ja seulonnassa. Kuorinnassa ei voida saavuttaa täydellistä puiden pintapuhtautta ilman puuhäviöitä. Häviöitä voidaan pienentää optimoimalla rummun kierrosnopeus ja täyttöaste. Haketuksessa hakkeen laatuun vaikuttavina tekijöinä ovat leikkaavien osien geometria ja leikkausnopeus. Haketuksessa muodostuneet ylisuuret ja ylipaksut sekä tikkumaiset jakeet ja puru soveltuvat huonosti hierteen valmistukseen. Erilaisilla lajittelijoilla poistetaan pienjakeet hakevirrasta ja ohjataan polttoon ja ylisuuret jakeet jatkokäsittelyyn. Jatkokäsittelyssä muodostuu aina purua ja tikkujaetta. Käsitelty jae voidaan joko johtaa suoraan hyväksytyn jakeen joukkoon, jolloin purun ja tikkujakeen määrä hiertämöille lisääntyy, tai johdetaan takaisin lajitteluun, jolloin on vaarana lajittamon kapasiteetin ylittyminen. Lajittelijoiden toiminta heikkenee lineaarisesti tuotannon ylittäessä tietyn kapasiteetin. Kuorimon jätevedet muodostuvat kuoren vesikontaktista ja jauhautumisesta rummussa sekä kuoren puristuksesta. Jätevedelle on tyypillistä ravinteiden suuri pitoisuus, veden tumma väri ja huomattava toksisuus. Vettä käytetään puiden sulatuksen lisäksi rummunjälkeisellä pesurullastolla, kiviloukuissa, pölynerottimissa sekä kanaaleissa kuoren ja muun kiintoaineen kuljettamiseen. Jämsänkoskella käytetyn paksuusseulan kapasiteetti ei ole riittävä. Vaihtelut tuotantonopeudessa aiheuttavat akseptijakeen kulkeutumisen ylipaksun jakeen joukkoon jo pienillä tuotantonopeuksilla. Seulomon toiminnan kannalta optimi tuotantona voidaan pitää 150 k-m[3] / h. Kapasiteetin ylittyminen havaitaan palakoon pienentymisenä suurilla tuotantonopeuksilla. Kuorinnassa rumpua tulee ajaa mahdollisimman pienellä täyttöasteella puuhäviöiden minimoimiseksi. Puuhäviöt kasvavat lineaarisesti täyttöasteen välillä 15 % - 40 %. Tätä korkeammalla puiden pirstaloituminen lisää puuhäviöitä voimakkaasti. Matalilla täyttöasteilla (alle 25 %) puiden kuoriutuminen on heikkoa. Tukilla kuoriutuminen on helpompaa ja sitä voidaan ajaa pienemmällä täyttöasteella kuin rankaa. Rangalle optimi kierrosnopeus on 7,5 RPM ja tukille 6 - 6,5 RPM. Puuhäviöt ovat suurimmillaan talviaikana ja keväällä puiden jäätymisen takia. Tuolloin rangan kuituhäviöt ovat noin 3 % ja ne muodostuvat katkaisussa (0,2 %), kuorinnassa ( 1,6 %) sekä haketuksessa ja seulonnassa ( 1,2 %). Kesäaikana häviöt laskevat helpomman kuoriutumisen ansiosta: ranka 1,9 % ja tukki 1,3 %. Tukilla on hieman suuremmat häviöt kuorinnassa kuin rangalla, mutta paremman hakkeen laadun ansiosta purun ja tikkujakeen osuus putoaa huomattavasti eikä tukkia myöskään tarvitse katkaista. Lisäämällä paperin valmistuksessa käytettyyn hierremäärään puunkäsittelyn kuituhäviöt sekä paperitehtaan kanaaleihin kulkeutunut hierremäärä, voidaan laskea puunkulutusluku. Vuonna 1998 se oli 2,71 k-m[3] / t-(hierre). Kuorimon ajon hallinnassa on tärkeintä rummun tasainen syöttö. Syötön häiriöt etenevät nopeasti rummun läpi (1 min) aiheuttaen epätasaisen syötön hakkuun. Häiriöt etenevät myös seulomon läpi ja tuotantohuiput aiheuttavat akseptijakeen kulkeutumisen ylipaksun joukkoon jo pienelläkin keskituotantonopeudella. Puunkäsittelyprosessin tuotannollisen ja laadullisen potentiaalin saavuttamisen ehdoton edellytys on rummunsyöttökuljettimena toimivan sulatuskuljettimen tasainen täyttö ja nopeus. Kuoripuristin aiheuttaa kuorimon jäteveden kuormituksesta 60 - 75 %, loput muodostuvat sulatuskuljettimella ja pesurullastolla. Vedenkäytön vähentäminen konsentroi kiertovettä, mutta pienentää kokonaispäästöjä. Puun aiheuttama kuormitus on alimmillaan kasvukauden jälkeen, jolloin puu on lepotilassa. Syksyllä puu valmistautuu kevään kasvukauteen varastoimalla ravintoa tylppysoluihin. Kuorimon jätevesikuormituksessa tapahtuukin voimakas kasvu syys- ja marraskuun välisenä aikana. Samalla kuorimon osuus puhdistamon kokonaiskuormituksesta kasvaa 10 %:sta 20 %:iin.
Description
Supervisor
Paulapuro, Hannu
Keywords
Other note
Citation
Permanent link to this item
https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-2020120446371
Collections
[dipl] Teknillinen korkeakoulu / TKK