Kuituvaluprosessin energiatehokkuuden parantaminen mekaanisella vedenpoistolla

Abstract

Opinnäytetyön tavoitteena oli tutkia ja kehittää kuituvalutuotteiden valmistusprosessin energiatehokkuutta sekä tehdä siitä ekologisempaa. Nykyisessä tuotantoprosessissa suurin energiankuluttaja on uunikuivaus, jossa kuitutuotteista haihdutetaan vesi maakaasun avulla. Työssä selvitettiin, voidaanko kuivausuunin energiantarvetta pienentää tehostamalla mekaanista vedenpoistoa puristimen avulla ennen tuotteiden siirtymistä uuniin.

Kokeellisessa osiossa testattiin märkien kuituvalutuotteiden puristusta hydropneumaattisella lämpömuovauspuristimella eri paineilla, lämpötiloilla ja puristusajoilla. Testien perusteella tehtiin energiakustannuslaskelmat 30 000 kappaleen tuotantoerälle. Työn lopuksi kehitettiin 3D-konseptimalli puristimen integroimiseksi nykyiseen tuotantolinjaan.

Tulokset osoittivat, että jatkuvatoimisen tuotannon kannalta optimaalisin ratkaisu on 6 sekunnin kuumapuristus (150 bar, 100 °C). Menetelmä poistaa tuotteesta niin paljon vettä, että maakaasun kulutus uunikuivauksessa romahtaa murto-osaan ja tuotantoerän energiakustannukset laskevat yli 80 prosenttia. Puristusaikaa 12 sekuntiin pidentämällä maakaasun käytöstä voitaisiin luopua jopa kokonaan. Johtopäätöksenä todetaan, että esipuristimen integrointi tuotantolinjaan on toimeksiantajalle taloudellisesti sekä ekologisuuden puolesta kannattava investointi.