Papperstillverkning

1. Papperstillverkning kursdelen i pappersteknik Från ved till papper Åbo Akademi Vår 2010 Prof. Luciano Beghello

2. Papperstillverkning • Att omvandla pappersmassa till papper

3. Pappersmaskiner, från dvärgar till jättar • Bredd – ca 1m upp till 11 m • Produktion några tusen ton/år – 600 000 ton/år Världens största pappersmaskin Papier fabrik Palm, Wörth Tyskland, 600 000 ton/år Papper för wellpapp

4. STORAENSO, Skoghall KM8 Dryer section Wire section Press section Pope Dryer section Pope Coating section

5. Pappersmaskiner, från dvärgar till jättar • Hastighet < 100 m/min -- >2000 m/min The fastest Metso paper machines

6. Tre processteg • Mäldberedning – göra mäld av massan • Formning – fördela fibrerna jämnt • Ta bort vatten – viraavvattning, pressning, torkning

7. Formning Mäldberedning Vira-avvattning Pressning Torkning retur

8. Mäldberedning • Upplösning av massa MassaupplösningPulper • Malning Malning av massa 2Malning av massa 1Konkvarn • Silning, virvelrening Virvelrenare • Kemikalietillsats • pH-justering • Retentionsmedel • Hydrofobering (”limning”) • Övriga tillsatser • Fyllmedel • Färg • ….Mäld-system

9. Massaupplösning Balhantering Upplösning Långfibermassa Till massakar långfiber Avtrådning och delning av balpaket och balar Metall-detektor Kortfibermassa Till massakar kortfiber retur

10. Pulper retur

11. Konkvarn, Metso Conflo retur

12. Malning av massa retur

14. Malning av massa retur

15. Mäld-system Virvelrenare Avluftnings- tank Vacuumpump Till inloppslåda Retentionsmedel Tjockmassa pump Viragrop retur Blandarpump Maskinkar Silar

16. Virvelrenare, separerar på densitet Accept Injekt Rejekt retur

17. Silar, separerar på storlek

18. Mäldtillsatser – fyllmedel, kemikalier, färg ..

19. Formning • Fördela fibrerna jämnt både längs och tvärs den blivande pappersbanan, både storskaligt och småskaligt i tid och rum PM • Jämn och parallell virahastighet och mäldhastighet, jämn fördelning tvärs viran, minimerad flockbildning.YtviktskartaFormation • Jämnheten mäts oftast som ytviktsfördelning

21. Ytviktskarta retur

22. Torrhalter 0,15-0,5% 10-12% 20%

23. Inloppslådor • Inloppslådan är nyckeln till ett bra ark. • I begynnelsen var: en låda med en slitsöppning i nerkanten där mälden rann ut på viran. • Krav på ökad hastighet, bättre ytviktsprofil och bättre formation har lett utvecklingen

24. Ytviktsvariationer längs och tvärs • Tvärsvariationer beror främst på inloppslådan • Längsvariationer beror främst på tryckvariationer i mäldsystemet och reglerfel

25. Principen för en tvärsfördelare i en inloppslåda. Skall ge lika flöde och därmed jämn ytvikt tvärs viran.

26. Formation Inloppslådekonc. 4g/l 10 g/l Betaradiogram av två kraftpappersprover 60g/m2 retur

27. Formation • Ett “flockigt” papper har dålig formation. • Bra formation ger bra styrka, tryckbarhet, utseende. • Flockar bildas lätt av fibrer uppslammade I vatten. • En bra inloppslåda motverkar flockbildning • “Rätt” turbulens motverkar flockbildning

28. Roterande perforerade valsar Luftkudde Tubpaket Tvärsfördelare Läppöppning Luftkuddelåda med hålvalsar (sedd från sidan)

30. Vi tar paus

31. Virapartiet • På viran avvattnas mälden från en torrhalt på < 1% till 20 % • Mycket stora vattenmängder, nästan allt cirkuleras. • Avvattning genom gravitation och succesivt allt kraftigare sugning. • Formeringsbord, (registervalsar eller) foilslister, våta suglådor, torra suglådor, sugguskvals. • Formationen kan påverkas något I början av virapartiet

32. Torrhalter 0,15-0,5% 10-12% 20%

33. Viraavvattning Mäld Förtjockande fiberskikt Filtrerande fiberskikt Figure 25. Avvattning genom filtrering (v) och förtjockning (h).

34. Fiberskikt med ytvikt 0.2, 4, 7, and 10 g/m2 på en trelagrad vira

35. Jämförelse mellan tryckpulserna från registervals resp. foilslist

36. Turbulens Töjflöde Avvattning Skjuvning Principerna för påverkan av formationen

37. Inverformenhet för tvåsidig avvattning

38. Fiberskikt Mäld Principerna för tvåsidig avvattning

39. Dubbelvira valsformare med tvåsidig avvattning

40. Pressning • Vid virapartiets slut har papperbanan en torrhalt av ca 20%. Då kan inte mera vatten avlägsnas genom sugning. • Pappersbanan förs över till presspartiet, där pappersbanan pressas i valsnyp tillsammans med tjockare, torrare filtar. • Vattnet går delvis över till filten, som sedan avvattnas över suglådor. Filten bildar en ändlös slinga • Torrhalten efter presspartiet är normalt 35-40%, ibland upp till 50%.

41. Pressning, vatten pressas ur arket in i en torrare filt

42. Figure 9. A modern four-nip press section for a printing paper machine. Steam box before the second nip.

43. Förlängt pressnyp ger högre torrhalt

44. Press section, StoraEnso Skoghall KM8

45. Pressning • Påverkar densitet, bindningsgrad, styrka, ytråhet. • Påverkar produktionsnivå (hastighet vid torkningsbegränsning) • Påverkar energiförbrukning (mindre torkning)

46. Torkning avlägsnar kvarvarande vatten, torrhaltshöjning från ca 30-50% till 95% Torkpartiet på en finpappersmaskin från ca 1960 resp ca 2000

47. Torkning • Klassiskt: Papperet förs över ånguppvärmda cylindrar, stöds av torkfiltar / torkviror. • Papperet krymper. • Bindningarna mellan fibrerna utvecklas

48. Cylindertorkning Dubbelfiltat torkparti ”Slalomvira” ”Envånings” torkparti

49. Yankeecylinder för tissue eller MG-papper Typical tissue machine configuration.

50. Schematic drawing of Condebelt operating principle