Jauhatusjärjestelmän kustannustehokkuus ja optimointi

Abstract

Opinnäytetyön toimeksiantajana toimi Metsä Tissue Oyj:n Mäntässä sijaitseva pehmopaperitehdas. Tehtaalla oli syksyllä 2023 otettu käyttöön uusi jauhinlinja, jonka tarkoituksena oli parantaa tehtaan kustannustehokkuutta vähentämällä pitkäkuitusellun käyttöä ja korvaamalla se lyhytkuidusta valmistettavalla liimamassalla. Jauhinlinjan taustalla olleet teemat liittyivät sekä energian että raaka-aineen hintojen suureen vaihteluun lyhyellä aikavälillä. Liimamassan valmistuksen odotettiin lisäävän paperikoneen energiankulutusta merkittävästi, minkä takia jauhinlinjan operointi haluttiin optimoida energiankäytön kannalta järkeväksi.

Työssä tutkittiin uuden jauhinlinjan resurssien käyttöä, jauhatuksen vaikutuksia lopputuotteisiin sekä optimoitiin paperikoneen lajireseptit ja ajoparametrit työn tulosten perusteella. Opinnäytetyö oli määrällistä tutkimusta, jossa valtaosa tutkimusaineistosta kerättiin paperikoneen prosessinohjaus- ja laadunvalvontajärjestelmistä. Tietoa analysoitiin suuria määriä, joka lopulta järjesteltiin niin, että liimamassan vaikutuksia voitiin tulkita ensin yleisesti paperikoneen tasolla ja sitten paperilajikohtaisesti.

Tutkimuksen pohjalta havaittiin, ettei liimamassa itseasiassa kuluttanut energiaa niin paljoa kuin tutkimusolettamuksen perusteella odotettiin, ja energiankulutusta pystyttiin tietyillä paperilajeilla jopa vähentämään. Raaka-aineen kulutus kehittyi odotusten mukaisesti ja liimamassan myötä saatiin aikaan toivottuja raaka-ainekustannussäästöjä. Lopputuotteiden laadun osalta merkittävimmät muutokset havaittiin paperin lujuusominaisuuksissa, joka teoriaan perustuen vastasi myös tutkimuksen hypoteesia. Analyysin lisäksi toimeksiantajalle esitettiin muutetut lajireseptit sekä paperikoneen ajoparametrit. Näitä käsiteltiin työssä pintapuolisesti arkaluontoisten tietojen takia.