Optimization of the refining and shoe press in board production

Optimointi on tavallinen toimenpide esimerkiksi prosessin muuttamisen tai uusimisen jälkeen. Optimoinnilla pyritään etsimään vaikkapa tiettyjen laatuominaisuuksien kannalta paras tapa ajaa prosessia tai erinäisiä prosessin osia. Tämän työn tarkoituksena oli investoinnin jälkeen optimoida neljä muuttujaa, erään runkoon menevän massan jauhatus ja määrä, märkäpuristus sekä spray –tärkin määrä, kolmen laatuominaisuuden, palstautumislujuuden, geometrisen taivutusjäykkyyden ja sileyden, suhteen. Työtä varten tehtiin viisi tehdasmittakaavaista koeajoa. Ensimmäisessä koeajossa oli tarkoitus lisätä vettä tai spray –tärkkiä kolmikerroskartongin toiseen kerrosten rajapintaan, toisessa koeajossa muutettiin, jo aiemmin mainitun runkoon menevän massan jauhatusta ja jauhinkombinaatioita. Ensimmäisessä koeajossa tutkittiin palstautumislujuuden, toisessa koeajossa muiden lujuusominaisuuksien kehittymistä. Kolmannessa koeajossa tutkittiin erään runkoon menevän massan jauhatuksen ja määrän sekä kenkäpuristimen viivapaineen muutoksen vaikutusta palstautumislujuuteen, geometriseen taivutusjäykkyyteen sekä sileyteen. Neljännessä koeajossa yritettiin toistaa edellisen koeajon paras piste ja parametreja hieman muuttamalla saada aikaan vieläkin paremmat laatuominaisuudet. Myös tässä kokeessa tutkittiin muuttujien vaikutusta palstautumislujuuteen, geometriseen taivutusjäykkyyteen ja sileyteen. Viimeisen kokeen tarkoituksena oli tutkia samaisen runkoon menevän massan vähentämisen vaikutusta palstautumislujuuteen. Erinäisistä vastoinkäymisistä johtuen, koeajoista saadut tulokset jäivät melko laihoiksi. Kokeista kävi kuitenkin ilmi, että lujuusominaisuudet eivät parantuneet, vaikka jauhatusta jatkettiin. Lujuusominaisuuksien kehittymisen kannalta turha jauhatus pystyttiin siis jättämään pois ja näin säästämään energiaa sekä säästymään pitkälle viedyn jauhatuksen mahdollisesti aiheuttamilta muilta ongelmilta. Vähemmällä jauhatuksella ominaissärmäkuorma saatiin myös pidettyä alle tehtaalla halutun tason. Puuttuvat lujuusominaisuudet täytyy saavuttaa muilla keinoin.

Optimization is a common step for example as the process has been changed or renewed. Also in this case, after investment, an optimization of the refining and the amount of specific pulp fed to the middle ply as well as wet pressing and amount of spray starch, wanted to be done. The optimized board properties were bonding- and z-strength as well as geometric bending stiffness and smoothness. The study was conducted by performing five industrial scale trial runs. The intention of the first trial run was to add water or spray starch to the specific interspace of the three layered carton board. In the second trial run, the refining of the specific pulp used in the middle ply as well as refiner combinations were changed. The observed properties in the first experiment were bonding- and z-strength while the development of other strength properties was studied in the second experiment. In the third trial run, three variables; the amount and refining of the specific pulp fed to the middle ply as well as the linear load of the shoe press, were changed and the changes in bonding strength, z-strength, geometric bending stiffness and smoothness were monitored. The fourth trial was an attempt to reproduce the best test point attained from previous experiment. Some small changes were also made to the variables so that even better quality characteristics would have attained. Again, bonding strength, z-strength, geometric bending stiffness and smoothness were under observation. The purpose of the last trial was to study how the reduction of the amount of that specific pulp would change the bonding strength. Due to certain misfortune, the results gained from these trials were fairly marginal. However, it was noticed that the proceeded refining did not improve the strength properties as was assumed and desired. So, in case of development of strength properties, it is possible to refine lesser and thus save energy and be spared from other potential problems resulted from proceeded refining. When the refining was reduced, it was also possible to keep the specific edge load under the desired level. The improvement in strength properties have to be attained with other matters.