Lajittumisen dynamiikka epäpuhtauksien ja kuitujen painelajittelussa

Viimevuosina kuvantamistekniikat ovat kehittyneet huomattavasti. Näiden uusien tekniikoiden avulla voidaan tarkastella erilaisia prosesseja aiempaa tarkemmin. Painelajittelun teoriat perustuvat pääasiassa makrotason mittauksien pohjalta tehtyihin matemaattisiin malleihin, ja itse lajittumistapahtumaa ei ole aiemmin päästy kovinkaan tarkasti havainnoimaan. Tämän työn tavoitteena olikin selvittää lajittumistapahtumaa uuden kuvantamistekniikan avulla. Työn kirjallisuusosassa esiteltiin lyhyesti painelajitin ja sen toiminta. Myös painelajittelun perusteoriat käytiin lyhyesti läpi. Teoriaosan pääpaino oli lajittumistapahtumassa ja siihen vaikuttavissa tekijöissä. Lisäksi teoriaosassa esiteltiin teollisen painelajittelun nykytilannetta, työtä varten tehdyn esiselvityksen pohjalta. Lajitinsimulaattorikoeajoissa selvitettiin kuitujen ja roskapartikkelien käyttäyty-mistä painelajittimessa kuvantamisen avulla. Kuvauksissa keskityttiin rakosihdin raon tapahtumiin, sekä sihtipinnan tapahtumiin. Kuvamateriaalista laskettiin kuitujen ja roskien liikenopeuksia lankasihtiprofiilin raossa, sekä sihdin pinnalla. Lisäksi tutkittiin kehänopeuden, tuotannon ja sakeuden vaikutusta liike-nopeuksiin. Kuvamateriaalista pyrittiin myös havainnoimaan mahdollista kuitujen takaisinvirtausta. Kuvantamisella saatiin uutta tietoa kuitujen ja roskapartikkelien liikkeestä painelajittimessa. Tuloksista kävi muun muassa ilmi, että roottorin elementin pienimmän välyksen kohdalla akseptoituu huomattava määrä massaa. Tämä selittyy sillä, että pienimmän välyksen kohta tuottaa huomattavan positiivisen painepulssin. Kuitujen ja roskapartikkelien nopeudet raossa noudattelivat muutenkin hyvin selkeästi elementin tuottamaa painepulssia. Lisäksi kuvamateriaalista havaittiin, että sihdin raon suulle kertyy profiilin korkuinen kuituflokki. Koko sihdin peittävää kuitumattoa ei havaittu.

In the past few years, imaging technologies have progressed considerably. These new technologies allow us to study different kinds of processes more accurately than before. The theories of pressure screening are mainly based on mathematical models based on macro-level measurements and it has not hitherto been possible to observe the proper screening process very thoroughly. The target of this study was therefore to clarify the screening process by means of this new imaging technology. The theoretical part of this study includes a short presentation of the pressure screen and its operation. Additionally, the basic theories of pressure screening are briefly explained. In the theory section, focus is laid on the screening process and the factors affecting it. This section also presents the status of industrial pressure screening based on a pre-survey made specifically for this study. In screen simulator test runs, the behavior of fibers and dirt particles in a pressure screen was clarified by means of imaging. The shootings concentrated on the process at the slot screen slot and on the screen surface. In the pictorial material, the velocity of the fibers and impurities in the slots of the wedge wire profile and on the screen surface were calculated. The impact of peripheral speed, production, and consistency on velocities was studied. In the pictorial material, reverse flows were sought and investigated. By means of imaging, new information on the movement of fibers and dirt particles in the screen was obtained. The results showed among other things that a significant amount of pulp is accepted at the location where the gap between the screen plate and rotor element is smallest. This is explained by the fact that the smallest gap produces a surprisingly high positive pressure pulse. In other respects, too, the velocities of fibers and dirt particles in the slot followed the pressure pulse generated by the element very clearly. The pictorial material revealed that a fiber flock as high as the profile collects at the slot opening. No fiber mat covering the entire screen was observed.