Kaasun dispergoituminen tehdasmittakaavaisessa keskisakean massan sekoittimessa
Kumpulainen, Tatu (2011)
Diplomityö
Kumpulainen, Tatu
2011
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe201105271627
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe201105271627
Tiivistelmä
Työn tarkoituksena oli selvittää Proto 10 kemikaalisekoittimen kyky dispergoida
kaasua keskisakean valkaistun mäntysellun joukkoon. Työssä käytettiin
kuvantamistekniikkaa, jonka avulla pystyttiin näkemään sekoittimen ja putkiston
sisälle sekoitustapahtuman aikana. Muodostunutta dispersiota tarkasteltiin
kolmesta kuvauspisteestä, joista yksi sijaitsi sekoittimen pesässä ja kaksi
putkistossa sekoittimen jälkeen. Työssä verrattiin myös laboratoriosekoittimella
saatuja tuloksia teollisen mittakaavan sekoittimella saatuihin tuloksiin, sekä
määritettiin tarvittava pinta-aktiivisen aineen konsentraatio, jolla saavutettiin
ruskeaa massaa vastaava vaahtoaminen.
Työn kokeellinen osuus koostui kolmesta osasta. Ensimmäisessä vaiheessa
tutkittiin ruskeasta mänty- ja koivumassasta lingotun suodoksen vaahtoamista ja
verrattiin sitä vedellä ja pesuaineella saatavaan vaahtoon. Toisessa vaiheessa
suoritettiin referenssiajot laboratoriosekoittimen ja teollisen mittakaavan
sekoittimen vertailua varten Quantum Mark IV laboratoriosekoittimella.
Kolmannessa vaiheessa tutkittiin Proto 10 sekoittimen kykyä dispergoida kaasua
mäntysellun joukkoon eri pyörimisnopeuksilla ja virtaamilla.
Työn tuloksien perusteella energiankäytön kannalta paras pyörimisnopeus Proto
10 sekoittimelle on 1500 min-1. Nostamalla kierrosnopeutta yli tämän ei
saavutettu merkittävää parannusta dispersion laadussa varsinkaan suuremmilla
virtaamilla. Virtaamalla todettiin olevan suuri merkitys sekoitustulokseen.
Laboratoriosekoittimella tehtyjen kokeiden todettiin vastaavan parhaiten teollisen
mittakaavan tuloksia pyörimisnopeudella 1200 min-1. The purpose of this thesis was to resolve Proto 10 chemical mixer ability to
disperse gas into medium consistent bleached pine kraft. New imaging equipment
was used to take pictures inside the mixer and pipeline after mixer during the
mixing process. Dispersion was studied through three imaging assemblies. One of
the assemblies was located inside the mixer and two other assemblies were
located inside the pipeline after the mixer. The comparison between laboratory
mixing and mill-size mixing was also one subject of this thesis. The concentration
of surface active agent was studied to create a similar dispersion with unbleached
kraft by using bleached pulp suspensions.
The experimental part of this thesis consisted of three separate parts. The purpose
of the first part was to compare the foaming abilities of brown pine/birch pulp
filtrates and pure water-soap mixture. The purpose of the second part was to
determine the right concentration of a surface active agent to create similar
foaming with bleached pulp than by using unbleached pulp in laboratory mixer.
Third and the main part of this thesis were to resolve the Proto 10 high-shear
mixer ability to disperse gas inside pulp suspension by using different retention
times and rotation speeds.
The results of this work show that the best rotational speed for Proto 10 mixer is
1500 rpm. The consumption of energy increases but the quality of the dispersion
does not improve significantly if the rotational speed increases over that.
Retention time inside the mixer is very important factor affecting to mixing
quality. The best analogy between laboratory mixing and mill-size mixing was
achieved when used the rotational speed 1200 rpm in laboratory mixer.
kaasua keskisakean valkaistun mäntysellun joukkoon. Työssä käytettiin
kuvantamistekniikkaa, jonka avulla pystyttiin näkemään sekoittimen ja putkiston
sisälle sekoitustapahtuman aikana. Muodostunutta dispersiota tarkasteltiin
kolmesta kuvauspisteestä, joista yksi sijaitsi sekoittimen pesässä ja kaksi
putkistossa sekoittimen jälkeen. Työssä verrattiin myös laboratoriosekoittimella
saatuja tuloksia teollisen mittakaavan sekoittimella saatuihin tuloksiin, sekä
määritettiin tarvittava pinta-aktiivisen aineen konsentraatio, jolla saavutettiin
ruskeaa massaa vastaava vaahtoaminen.
Työn kokeellinen osuus koostui kolmesta osasta. Ensimmäisessä vaiheessa
tutkittiin ruskeasta mänty- ja koivumassasta lingotun suodoksen vaahtoamista ja
verrattiin sitä vedellä ja pesuaineella saatavaan vaahtoon. Toisessa vaiheessa
suoritettiin referenssiajot laboratoriosekoittimen ja teollisen mittakaavan
sekoittimen vertailua varten Quantum Mark IV laboratoriosekoittimella.
Kolmannessa vaiheessa tutkittiin Proto 10 sekoittimen kykyä dispergoida kaasua
mäntysellun joukkoon eri pyörimisnopeuksilla ja virtaamilla.
Työn tuloksien perusteella energiankäytön kannalta paras pyörimisnopeus Proto
10 sekoittimelle on 1500 min-1. Nostamalla kierrosnopeutta yli tämän ei
saavutettu merkittävää parannusta dispersion laadussa varsinkaan suuremmilla
virtaamilla. Virtaamalla todettiin olevan suuri merkitys sekoitustulokseen.
Laboratoriosekoittimella tehtyjen kokeiden todettiin vastaavan parhaiten teollisen
mittakaavan tuloksia pyörimisnopeudella 1200 min-1.
disperse gas into medium consistent bleached pine kraft. New imaging equipment
was used to take pictures inside the mixer and pipeline after mixer during the
mixing process. Dispersion was studied through three imaging assemblies. One of
the assemblies was located inside the mixer and two other assemblies were
located inside the pipeline after the mixer. The comparison between laboratory
mixing and mill-size mixing was also one subject of this thesis. The concentration
of surface active agent was studied to create a similar dispersion with unbleached
kraft by using bleached pulp suspensions.
The experimental part of this thesis consisted of three separate parts. The purpose
of the first part was to compare the foaming abilities of brown pine/birch pulp
filtrates and pure water-soap mixture. The purpose of the second part was to
determine the right concentration of a surface active agent to create similar
foaming with bleached pulp than by using unbleached pulp in laboratory mixer.
Third and the main part of this thesis were to resolve the Proto 10 high-shear
mixer ability to disperse gas inside pulp suspension by using different retention
times and rotation speeds.
The results of this work show that the best rotational speed for Proto 10 mixer is
1500 rpm. The consumption of energy increases but the quality of the dispersion
does not improve significantly if the rotational speed increases over that.
Retention time inside the mixer is very important factor affecting to mixing
quality. The best analogy between laboratory mixing and mill-size mixing was
achieved when used the rotational speed 1200 rpm in laboratory mixer.