Impacts of reject lines integration on pressure groundwood pulp quality
Mankinen, Taru (2021)
Diplomityö
Mankinen, Taru
2021
School of Engineering Science, Kemiantekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2021100650041
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2021100650041
Tiivistelmä
The reject lines of groundwood mill were combined in Anjala paper mill due to the increased amount of Galileo grindstones. The grinding surface of a Galileo stone consists of diamond-coated steel segments which produces more uniform pulp compared to traditional ceramic grindstone. Uniform pulp production means that Galileo grindstone reduces the reject fraction production. This led to the situation that maintaining several reject lines is not economically or qualitatively sensible since the capacity of one reject line is sufficient to meet the pulp production requirements for both paper machines.
In this study, the quality of groundwood pulp was investigated before and after the integration. The goal for the quality of the final pulp was at least to remain at the same level or possibly to improve it. The pulp quality was determined principally by freeness and tensile index. The study was carried out with test runs in the grinding line. The quality of the pulp was first determined before the process change to see the current pulp quality level. After the integration three test runs were performed to discover the quality changes. The samples were analyzed in the laboratory to measure the pulp consistency, freeness, tensile index and fibre length.
The results showed that combining the rejects had an effect on the quality of the final pulp but did not systematically improve it. Only one test run achieved a better tensile strength level than the other tests. In that test run, the specific energy consumption (SEC) of the reject refiner was the highest. The starting freeness level of the other tests was higher than the reference test, which had a negative effect on the quality of the final pulp as well as the freeness and tensile strength of the reject line. However, tear index which correlates with paper binding ability increased after the rejects integration. The increase effects especially to book papers dustiness by decreasing it. In the last test, it was observed that the recirculation of the pulp back to reject refiner on reject line did not occur as much as in the reference test. It makes possible to increase the mass reject rates of the screen which would increase the pulp quality since the screening selectivity increases. Other observed way to increase the quality of the pulp is to increase the SEC of the reject refiner. Anjalan paperitehtaan hiomolla yhdistettiin paperiosahiomoiden rejektilinjat lisääntyneiden Galileo-hiomakivien myötä. Galileokivien hiontapinta koostuu timanttipinnoitetuista terässegmenteistä, joilla saadaan hiottua tasalaatuisempaa hioketta verrattuna perinteiseen keraamiseen hiomakiveen. Tällöin rejektiin menevä hiokkeen määrä vähenee. Tämä on johtanut siihen, että useamman rejektilinjan ylläpitäminen ei ole taloudellista ja laadullisesti järkevää, vaan yhden rejektilinjan kapasiteetti riittää vastaamaan molempien paperikoneiden massatarpeisiin.
Tässä tutkimuksessa selvitettiin hiokkeen laatu ennen ja jälkeen rejektilinjojen yhdistämisen. Tavoitteena oli, että valmiin massan laatu, kuten vetolujuus ja CSF-arvo säilyvät prosessimuutoksen jälkeen samoina tai jopa parempina. Tutkimus suoritettiin osahiomalinjan koeajoilla, joissa kerättiin hioketta näyteämpäreihin hiomalinjan eri vaiheilta. Ensin selvitettiin hiokkeen laatu ennen prosessimuutosta, jonka jälkeen tutkittiin laatua muutoksen jälkeen. Näytteet analysoitiin laboratoriossa, joista mitattiin muun muassa sakeus, freeness, veto- ja repäisyindeksi sekä kuidunpituus.
Tutkimuksen tulokset osoittivat, että rejektien yhdistämisellä oli vaikutusta valmiin hiokkeen laatuun, mutta se ei systemaattisesti parantanut sitä. Vain yhdessä koeajossa saavutettiin parempi vetoindeksitaso, kuin referenssikoeajossa. Tällöin rejektijauhimen energian ominaiskulutus (EOK) oli tehdyistä koeajoista suurin. Muiden koeajojen lähtöfreeness-taso oli referenssimittausta korkeampi, mikä vaikutti negatiivisesti niin valmiin hiokkeen laatuun, että rejektilinjan freeneksiin sekä vetolujuuksiin. Kuitenkin repäisyindeksi, joka korreloi paperin sitoutumiskyvyn kanssa, kasvoi rejektien yhdistämisen myötä. Repäisylujuuden nousu vaikuttaa erityisesti kirjapaperin pölyämiseen vähentämällä sitä. Viimeisessä koeajossa havaittiin myös, että rejektilinjalla tapahtuvaa hiokkeen kierrätystä takaisin jauhimen läpi ei tapahdu enää yhtä paljon, kuin referenssikoeajossa. Tämä mahdollistaa sen, että massarejektisuhteita nostamalla on rejektinjauhatuksen ja -lajittelun hiokkeen laatua mahdollista parantaa, sillä lajittimien lajittelutarkkuus paranee. Toinen vaihtoehto laadun parantamiseksi on nostaa rejektijauhimen EOK-tasoa.
In this study, the quality of groundwood pulp was investigated before and after the integration. The goal for the quality of the final pulp was at least to remain at the same level or possibly to improve it. The pulp quality was determined principally by freeness and tensile index. The study was carried out with test runs in the grinding line. The quality of the pulp was first determined before the process change to see the current pulp quality level. After the integration three test runs were performed to discover the quality changes. The samples were analyzed in the laboratory to measure the pulp consistency, freeness, tensile index and fibre length.
The results showed that combining the rejects had an effect on the quality of the final pulp but did not systematically improve it. Only one test run achieved a better tensile strength level than the other tests. In that test run, the specific energy consumption (SEC) of the reject refiner was the highest. The starting freeness level of the other tests was higher than the reference test, which had a negative effect on the quality of the final pulp as well as the freeness and tensile strength of the reject line. However, tear index which correlates with paper binding ability increased after the rejects integration. The increase effects especially to book papers dustiness by decreasing it. In the last test, it was observed that the recirculation of the pulp back to reject refiner on reject line did not occur as much as in the reference test. It makes possible to increase the mass reject rates of the screen which would increase the pulp quality since the screening selectivity increases. Other observed way to increase the quality of the pulp is to increase the SEC of the reject refiner.
Tässä tutkimuksessa selvitettiin hiokkeen laatu ennen ja jälkeen rejektilinjojen yhdistämisen. Tavoitteena oli, että valmiin massan laatu, kuten vetolujuus ja CSF-arvo säilyvät prosessimuutoksen jälkeen samoina tai jopa parempina. Tutkimus suoritettiin osahiomalinjan koeajoilla, joissa kerättiin hioketta näyteämpäreihin hiomalinjan eri vaiheilta. Ensin selvitettiin hiokkeen laatu ennen prosessimuutosta, jonka jälkeen tutkittiin laatua muutoksen jälkeen. Näytteet analysoitiin laboratoriossa, joista mitattiin muun muassa sakeus, freeness, veto- ja repäisyindeksi sekä kuidunpituus.
Tutkimuksen tulokset osoittivat, että rejektien yhdistämisellä oli vaikutusta valmiin hiokkeen laatuun, mutta se ei systemaattisesti parantanut sitä. Vain yhdessä koeajossa saavutettiin parempi vetoindeksitaso, kuin referenssikoeajossa. Tällöin rejektijauhimen energian ominaiskulutus (EOK) oli tehdyistä koeajoista suurin. Muiden koeajojen lähtöfreeness-taso oli referenssimittausta korkeampi, mikä vaikutti negatiivisesti niin valmiin hiokkeen laatuun, että rejektilinjan freeneksiin sekä vetolujuuksiin. Kuitenkin repäisyindeksi, joka korreloi paperin sitoutumiskyvyn kanssa, kasvoi rejektien yhdistämisen myötä. Repäisylujuuden nousu vaikuttaa erityisesti kirjapaperin pölyämiseen vähentämällä sitä. Viimeisessä koeajossa havaittiin myös, että rejektilinjalla tapahtuvaa hiokkeen kierrätystä takaisin jauhimen läpi ei tapahdu enää yhtä paljon, kuin referenssikoeajossa. Tämä mahdollistaa sen, että massarejektisuhteita nostamalla on rejektinjauhatuksen ja -lajittelun hiokkeen laatua mahdollista parantaa, sillä lajittimien lajittelutarkkuus paranee. Toinen vaihtoehto laadun parantamiseksi on nostaa rejektijauhimen EOK-tasoa.