Mikrobihallintaan tarkoitetun online-mittarin käyttöönotto

Abstract

Mikrobihallinta nähdään olennaisena osana kartonginvalmistusprosessia. Puutteellisen mikrobihallinnan seurauksena tehtaalle voi aiheutua haasteita kartonkikoneen ajettavuudessa, tuotteiden laadussa sekä tehtaan tuottavuudessa. Kartonkia voidaan käyttää elintarvikkeiden primääripakkauksena, joten lopputuotteen puhtaudella on merkittävä rooli valmistusprosessissa.

Opinnäytetyön toimeksiantaja oli Solenis Finland Oy ja työn kokeellinen osuus suoritettiin yrityksen asiakkaan tuotantotiloissa Metsä Board Takolla. Työn tarkoituksena oli selvittää, kuinka yhteneviä tuloksia mikrobihallinnan online-mittari tuottaa nykyiseen mittaustapaan nähden ja soveltuuko laite prosessiolosuhteisiin. Tällä hetkellä arvoja mitataan kannettavilla käsimittareilla. Online-mittarin avulla prosessista tuotetaan jatkuvaa dataa, jolloin mahdollisiin häiriötiloihin ja poikkeavuuksiin voidaan reagoida nopeammin. Mittausten automatisoinnin lisäämisellä voidaan vähentää näytekierrosten määrää, mikä pienentää myös työturvallisuusriskiä.

Online-mittalaitteistoon on johdettu mikrobihallinnan kannalta kolme olennaista jaetta, joista laite mittaa pH:ta, Redox-potentiaalia ja liuennutta happea. Mitattavia suureita pidetään olennaisina kemiantilamittauksina, jotka antavat tietoa prosessin mikrobiologisesta tilasta. Ennen laitteen käyttöönottoa halutuista jakeista on mitattu sameudet ja kuiva-ainepitoisuudet. Mittauksia on tehty kolmen viikon ajan kaksi kertaa viikossa.

Tutkimuksen perusteella voidaan todeta, että online-mittalaite on luotettava mittausmenetelmä nykyisen mittaustavan rinnalla. Online-mittalaitetta voidaan hyödyntää perinteisen näytteenoton tukena, sillä tulokset ovat yhteneviä nykyisen mittausmenetelmän tuottamien tulosten kanssa. Jatkotutkimusehdotuksena online-mittalaitteeseen voisi tehdä ohjelmointimuutoksen, jossa näytteen olisi mahdollista olla pysäytettynä mittauskammiossa. Tällöin kummankin mittausmenetelmän mittausolosuhteista saataisiin täysin identtiset. Opinnäytetyön kokeellinen osuus ja tulokset ovat salassa pidettäviä, minkä vuoksi ne on poistettu opinnäytetyöraportin julkisesta versiosta.

Microbial control in the paperboard manufacturing process is important, as poor microbial control can cause problems in runnability quality and mill productivity. Since paperboard products are often used as primary packaging for food, maintaining the purity of the final product is essential.

Solenis Finland Ltd commissioned this thesis, and the experimental part of the work was carried out at the production facilities of their customer Metsä Board Tako. The research aims to investigate the comparability of the results obtained from the online measuring device with the current measurement method and to assess the device's suitability for the process conditions. Currently, the values are measured with portable meters. The online measuring device produces continuous information about the process, enabling faster response to possible disturbances and deviations. By increasing the measurement automation, the number of manual sampling rounds can be reduced, which also reduces occupational safety risks.

The online measuring system is configured to monitor three essential parameters in microbial control: pH, redox potential, and dissolved oxygen. These parameters are critical for assessing the system's chemical state and provide insight into the process's microbiological state. Before the device was put into operation, the turbidity and dry matter content of the target fractions were measured. The measurements were made twice a week for three weeks.

Based on the research, it can be stated that the online measuring device is a reliable measurement method alongside the current measurement method. The results are comparable to the values of the current measurement method, so the device can be used to support traditional sampling. As a further research proposal, a programming change could be made to the online measuring device, in which it would be possible for the sample to be stopped in the measurement chamber. In this case, the measurement conditions of both methods would beidentical. The experimental part of the thesis and the results are confidential, therefore they have been removed from the public version of the thesis report.