Märän ja kuivan sellun vaihtelun aiheuttamat ajettavuusongelmat

Paperikoneilla, joilla käytetään sekä märkää että kuivaa sellua, voi olla ajettavuusongelmia. Erityisesti kuivan sellun käyttöön suunnitellun paperikoneen tuotanto pienenee märkään selluun siirryttäessä. Tässä työssä pyritään selvittämään märän massan ajettavuusongelmien syyt sekä niiden sijoittuminen paperikoneelle - ensin kirjallisuuden kautta ja sitten laboratorio- ja tehdaskokeilla. Laboratoriokokeissa selvitetään sellun turvonneisuus ja sen vaikutus vedenpoistumiseen rainasta viira-, puristin- ja kuivatusosasimulaatioissa. Kuivan ja märän massan ajettavuuserojen syynä pidetään kuitujen turvonneisuutta. Kuivatettu kuitu on sarveistunut eli sisältää vähemmän vettä. Teoreettisen tarkastelun pohjalta märän sellun joustavista kuiduista veden pitäisi poistua hiukan paremmin suotautumisvaiheessa kuin kuivan sellun kuiduista. Puristusvaiheen lopussa tilanne muuttuu. Kuivan sellun kuidun sisältämä pienempi vapaan ja sitoutuneen veden määrä helpottaa puristamista ja kuivattamista. Laboratoriosimuloinneissa viiraosalla ei havaittu merkittävää eroa märän ja kuivan massan suotautumisessa. Kuidun joustavuuden mahdollinen vaikutus suotautumiseen ei näkynyt tuloksissa. Puristinosasimulaatiossa märkä ja kuiva sellu erosivat toisistaan merkittävästi, märkä sellu jäi selvästi kosteammaksi puristuksen jälkeen. Kuitujen turvonneisuuden (WRV) ja puristuksen jälkeisen kuiva-ainepitoisuuden välillä havaittiin korrelaatio. Kuivatusosasimulaatiossa tutkittiin laboratorioarkkien kuivumisnopeutta. Puhtailla selluilla märän massan kuivuminen oli selvästi hitaampaa. Seosarkeilla erot kuitenkin katosivat märän ja kuivan sellun välillä, koska hioke ilmeisesti dominoi rainan rakennetta. Laboratoriomittausten perusteella ajettavuusongelmien tarkastelu kannattaa suunnata puristinosan toimintaan. Luotettavin tehdaskoetulos oli kuivatushöyryn ominaiskulutuksen kasvu märkää sellua käytettäessä. Kulutuksen kasvu johtuu todennäköisesti sekä alentuneesta puristimen jälkeisestä kuiva-ainepitoisuudesta että hiukan nousseesta veden höyrystymisentalpiasta. Saatavilla olevien mittausten perusteella ei kyetty erottamaan nousseen kosteuden ja nousseen höyrystymisentalpian osuutta höyryn ominaiskulutuksen kasvuun. Tehdaskokeiden tulokset tukivat laboratoriokokeiden tuloksia varauksin. Tutkitun paperikoneen tapauksessa tuotettavan paperin laatu rajoittaa mahdollisuuksia optimoida käytettävien massojen ominaisuuksia ja tuotantoprosessia. Märkää sellua käytettäessä menetetään jauhatuksen joustavuutta. Märän sellun ajettavuusongelmien helpottamiseksi ei löydetty halpoja ratkaisuja paperitehtaalla