Hiokkeen yhdistelmävalkaisun optimointi
Mänttäri, Janne (2018)
Mänttäri, Janne
Kaakkois-Suomen ammattikorkeakoulu
2018
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201802152477
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201802152477
Tiivistelmä
Tämä opinnäytetyö tehtiin toimeksiantona Stora Enson Anjalan paperitehtaan painehiomolla. Työn tavoitteena oli optimoida H3-linjalla hiokkeen yhdistelmävalkaisun apukemikaalina käytettävän lipeän määrä ja näin vähentää kemikaalikustannuksia. Jälkilipeää käytetään peroksidivalkaistun hiokkeen pH:n nostamiseen ennen hapotusta.
Kirjallisuusosassa käsitellään paperin valmistuksessa käytettävän mekaanisen massan ominaisuuksia, painehiokkeen valmistusprosessia ja mekaanisen massan valkaisumenetelmiä. Pääpaino teoriaosassa on peroksidi- ja ditioniittivalkaisun valkaisureaktioissa, valkaisun olosuhteissa ja peroksidi-ditioniitti-yhdistelmävalkaisun toiminnassa.
Anjalan paperitehtaan Paperikone 3:lle painehioketta valmistavalla H3-osahiomolinjalla käytetään peroksidivalkaisun jälkeen natriumhydroksidia ns. jälkilipeänä massan pH:n nostamiseksi. Massan pH:ta on nostettava, jotta siihen voidaan annostella hapotuksessa tarpeeksi rikkidioksidivettä jäännösperoksidin tuhoamiseksi ennen ditioniittivaihetta. Kyseinen ratkaisu on käytössä sen vuoksi, koska valkaisutornin jälkeen ei ole käytössä pesupuristinta ja tornin jälkeinen jäännösperoksidimäärä on korkea. Massan pH ei saa laskea hapotuksessa liian alas, sillä se haittaisi PK3:n neutraalia prosessia.
Työn tarkoituksena oli määrittää valkaisun lopputuloksen kannalta optimaalisin jälkilipeäannos. Lisäksi työssä tutkittiin H3-linjan valkaisun ongelmakohtia. Suurimpana ongelmana H3-linjalla on valkaisutorni, joka ei ole täysin optimaalinen korkeassa sakeudessa suoritettavaan mekaanisen massan valkaisuun. Tämän vuoksi valkaisun olosuhteita on hankala hallita.
Työ suoritettiin tekemällä tietyn valkaisureseptin aikana koeajoja eri suuruisilla jälkilipeäannoksilla ja tekemällä eri pisteistä otetuista massanäytteistä laboratoriossa jäännösperoksidi-, vaaleus- ja pH-määritykset. Lisäksi massan pH:ta ja vaaleutta tarkkailtiin online-mittausten avulla. Saatujen tulosten perusteella valittiin sopivin lipeäannos jatkossa käytettäväksi. Työn lopputuloksena valkaisutornin jälkeen lisättävä lipeäannos käytetyllä valkaisureseptillä puolitettiin.
Kirjallisuusosassa käsitellään paperin valmistuksessa käytettävän mekaanisen massan ominaisuuksia, painehiokkeen valmistusprosessia ja mekaanisen massan valkaisumenetelmiä. Pääpaino teoriaosassa on peroksidi- ja ditioniittivalkaisun valkaisureaktioissa, valkaisun olosuhteissa ja peroksidi-ditioniitti-yhdistelmävalkaisun toiminnassa.
Anjalan paperitehtaan Paperikone 3:lle painehioketta valmistavalla H3-osahiomolinjalla käytetään peroksidivalkaisun jälkeen natriumhydroksidia ns. jälkilipeänä massan pH:n nostamiseksi. Massan pH:ta on nostettava, jotta siihen voidaan annostella hapotuksessa tarpeeksi rikkidioksidivettä jäännösperoksidin tuhoamiseksi ennen ditioniittivaihetta. Kyseinen ratkaisu on käytössä sen vuoksi, koska valkaisutornin jälkeen ei ole käytössä pesupuristinta ja tornin jälkeinen jäännösperoksidimäärä on korkea. Massan pH ei saa laskea hapotuksessa liian alas, sillä se haittaisi PK3:n neutraalia prosessia.
Työn tarkoituksena oli määrittää valkaisun lopputuloksen kannalta optimaalisin jälkilipeäannos. Lisäksi työssä tutkittiin H3-linjan valkaisun ongelmakohtia. Suurimpana ongelmana H3-linjalla on valkaisutorni, joka ei ole täysin optimaalinen korkeassa sakeudessa suoritettavaan mekaanisen massan valkaisuun. Tämän vuoksi valkaisun olosuhteita on hankala hallita.
Työ suoritettiin tekemällä tietyn valkaisureseptin aikana koeajoja eri suuruisilla jälkilipeäannoksilla ja tekemällä eri pisteistä otetuista massanäytteistä laboratoriossa jäännösperoksidi-, vaaleus- ja pH-määritykset. Lisäksi massan pH:ta ja vaaleutta tarkkailtiin online-mittausten avulla. Saatujen tulosten perusteella valittiin sopivin lipeäannos jatkossa käytettäväksi. Työn lopputuloksena valkaisutornin jälkeen lisättävä lipeäannos käytetyllä valkaisureseptillä puolitettiin.