Refraktometrin soveltaminen ruskean massan pesun mittauksessa ja seurannassa

Sellun pesussa massasuspensiosta poistetaan liuenneet epäpuhtaudet. Samalla otetaan talteen keittokemikaalit ja poltetaan orgaaniset ainekset energiaksi. Suureet, joita käytetään pesun onnistumisen tai tehokkuuden kuvaamiseen on perinteisesti jaettu kahteen osaan: pesuhäviöön, joka kuvaa pestävissä olevien komponenttien määrää massasuspensiossa ja laimennuskertoimeen, joka ilmoittaa nettomäärän vettä, mitä on lisätty pesun aikana. Ruskean massan pesun onnistumisella on vaikutuksia moneen sellutehtaan osaprosessiin, kuten haihdutukseen, happidelignifiointiin, valkaisuun ja jätevedenkäsittelyyn. Pesutuloksella voi olla joko positiivisia tai negatiivisia vaikutuksia näihin osaprosesseihin. Tästä syystä on tärkeää löytää oikea optimaalinen toimintapiste ruskean massan pesulle, koska ilman tehokasta pesua kemiallisen massan tuotanto ei ole taloudellisesti mahdollista. Tämän tutkimuksen lähtökohtana oli kehittää reaaliaikainen mittaussovellus kemiallisen massan pesuun, jolla voitaisiin mitata pestävissä olevia komponentteja tai niiden summaparametreja neste- ja massavirroista. Kokeita suoritettiin sekä laboratorio- että tehdasmittakaavassa. Seuraavassa vaiheessa tutkittiin liuennutta kuiva-ainetta mittaavan refraktometrin soveltuvuutta pesuhäviön mittaamiseen ja seurattiin ruskean massan pesun onnistumista systemaattisesti ja näin otettiin prosessi haltuun käyttämällä riittävä määrä kyseisten mittausten mittaustuloksia. Lisäksi erilaisten pesureiden toimintaparametreja tutkittiin askelvastekokeiden avulla ja tuloksia seurattiin refraktometreilla. Tulokset osoittivat, että refraktometri toimi riittävällä tarkkuudella hyvin haastavissa prosessiolosuhteissa ja kykeni luotettavasti mittaamaan neste- ja massavirtojen liuennutta kuiva-ainetta. Täten luotettava pesuhäviömittaus voidaan toteuttaa refraktometreilla, kunhan kalibrointi tehdään kullekin käytettävälle puulajille ja huomioiden kulloisenkin asennuspaikan pitoisuusalue. Hyödyntämällä kolmen refraktometrin mittaustuloksia sekä sakeus- ja virtausmittauksia, oli mahdollista luoda mittaussysteemi, jolla voitiin laskea yksittäisen pesurin tehokkuus reaaliajassa riittävän tarkasti. Refraktometreja voidaan käyttää myös yksittäisten pesureiden optimaalisen toimintapisteen määrittämisessä. Säätämällä pesurin toimintaa kohti optimaalista toimintapistettä onnistuttiin vähentämään pesuhäviön määrää happivaiheeseen ja valkaisuun sekä lisäämään kuiva-ainepitoisuutta haihduttamoon ja siten saavuttamaan merkittäviä taloudellisia säästöjä. Tämän työn jatkoksi tulevissa pesututkimuksissa on ajateltu sovittaa nestetaseet pesurin yli käyttämällä kolmea - neljää reaaliaikaista mittausta. Lisäksi olemme miettineet refraktometrin hyödyntämistä valkaisun pesussa ja kemikaalien kulutuksen optimoinnissa. Tulevaisuuden suunnitelmiin kuuluu myös refraktometrin hyödyntäminen alhaisissa pitoisuuksissa jätevedenkäsittelyn alueella.