IMPROVING SURFACE SIZING OPERATIONS FOR AN EDUCATIONAL PAPER MACHINE

Abstract

The objectives for this thesis were to improve the starch application process for the educational paper machine to allow continuous application at a controlled rate. The work was done for University of Wisconsin Stevens-Points educational paper machine.

When the work was started the size press was not in operating condition. There had been attempts to improve the original design by adding spray bars for starch application. With this design there had been major problems in keeping the starch hot and with the nozzles clogging

Because the objective was to be able to have a better control for the amounts of starch applied, the basic pond size press did not feel like the best alternative. It was decided to build a starch application box over the press roll to achieve the objective. During the work the starch kitchen was also improved.

After the work was finished there was a trial run to observe possible improvements. It turned out that continuous starch application was possible. The surface sized paper had better tensile strength and grammage increased compared to the base paper from the same run.

If this design will be selected for active use in UWSP some future improvement should be made. The prototype application box was made out of polycarbonate and it should be replaced with stronger material as well as the box support bracket, which was made out of scrap metal. Some of the starch tubes still remained flexible tubes and those should also be replaced with hard piping.

Opinnäytetyön tarkoituksena oli kehittää opetuspaperikoneen pintaliimauslaitteistoa siten, että mahdollistetaan tärkkelyksen jatkuva applikointi paperirainaan halutulla tasolla. Työ toteutettiin opetuspaperikoneeseen University of Wisconsin Stevens-Pointissa.

Lähtötilanne pintaliimauslaitteiston suhteen oli se, että alkuperäistä lammikkoliimapuristinta oli alettu kehittämään lisäämällä siihen suutinpalkki, jolla applikoinnin oli tarkoitus tapahtua. Tässä oli kuitenkin ilmennyt ongelmia mm. liiman jäähtymisen, sekä suutinten tukkiutumisen muodossa. Näistä syistä pintaliimauslaite ei työn alkuhetkillä ollut käyttökuntoinen.

Koska työn tavoitteena oli mahdollistaa alkuperäistä rakennetta parempi annosteltavan tärkkelyksen määrän säätö, ei lammikkoliimapuristin enää ollut varteenotettava vaihtoehto. Myös suutinapplikoinnin ongelmien vuoksi rakenteen jatkokehittäminen ei tuntunut järkevältä. Ratkaisuksi valittiin rakennettavaksi pintaliimalle applikointilaatikko puristinrullan päälle, jotta saataisiin mahdollistettua parempi liiman määrän säätö. Tässä yhteydessä myös tärkin käsittelylaitteistoa kehitettiin paremman lopputuloksen saavuttamiseksi.

Työn valmistuttua suoritettiin koeajoa, jossa kävi ilmi että uudella laitteistolla pystytään jatkuvaan applikointitapahtumaan. Pintaliimatun paperin vetolujuus koheni huomattavasti sekä grammapaino kasvoi samassa ajossa valmistettuun liimaamattomaan paperiin verrattuna.

Jatkokehiteltävää työssä kuitenkin jäi, mikäli tämä applikointimenetelmä otetaan varsinaisesti käyttöön opetuspaperikoneella. Applikointilaatikon prototyyppi tehtiin polykarbonaatista ja se olisi suotavaa korvata jämerämmällä valmisteella, kuten myös laatikon teline. Myös osa tärkin käsittelyn putkistosta jäi vielä tässä vaiheessa epäsiisteiksi letkuiksi.