VTT-JYU-JAMK Yhteistyö. Janne Poranen Paperinvalmistusprosessit

Transkriptio

1 VTT-JYU-JAMK Yhteistyö Janne Poranen Paperinvalmistusprosessit

2 VTT PROFILE IN Knowledge Centres employees 233 M turnover (est. 2006) 7 Knowledge Clusters Digital Information Systems Telecommunications Microtechnologies and Sensors Materials and Building Industrial Systems Biotechnology Energy and Pulp&Paper 9 Key Customer Sectors Biotechnology, pharmaceuticals and foods Electronics Energy ICT Real estate and construction Machines and vehicles Transport and logistics Pulp and paper Process industry and environment 2

3 VTT S OPERATING MODEL C U S T O M E R S Management, support processes STRATEGIC RESEARCH Management of the self-financed and jointly-funded research BUSINESS SOLUTIONS Management of the contract research RESEARCH AND DEVELOPMENT Projects Competence management (7 knowledge clusters and 45 knowledge centres) VENTURES Commercialisation of research output, venture activites and spin-offs EXPERT SERVICES Consulting services, testing, certification Advisory boards 3

4 VTT S STATUS AS PERFORMER OF R&D WORK Basic research Applied research UNIVERSITIES VTT Development work INDUSTRY 4

5 Papermaking Processes Janne Poranen Research Professor Kari Edelmann Development Manager Pekka Taskinen Development Manager Petri Jetsu By-products and control of chemistry Antti Grönroos 13 Raw materials Kristian Salminen 9 Piloting Veli-Juhani Aho 7 Research laboratory Pia Vento 11 Paper structure Harri Kiiskinen 8 Multiphase flows Juha Salmela 7 JYU: 18 henkilöä JAMK: 14 henkilöä 5

6 FROM FIBER TO PILOT SCALE Analysis of paper structure Pilot facilities stdev_s1_con.dat 1 normalized units floc diameter = 2.5 mm contrast/2 1st derivative/max displacement [mm] Simulation tools Machine name: Sample 37 ( ) Speed (m/min): 1234 Basis weight (g/m2): 77.3 (99.0 %) Production (tons/day): 1292 Special measurements paper temperature [C] cylinder surface temp. [C] lower dry content [%] curl index upper dry content [%] dry content [%] cylinder number

7 Laboratory-scale facilities EXPERIMENTAL FACILITIES Pilot-scale facilities 7

8 Research Facilities 8

9 PAPERMAKING RESEARCH ENVINRONMENT Viiraosa Ilmanpoistosäiliö Formerin perälaatikko % Raina 7 m 3 10 m m l/s (1-2 %) Nokkasäiliö Kiertovesisäiliö Formerin viiravesisäiliö 13 m 3 Peränsyöttöpumppu 1-2 % l/s (1-2 %) 3-5 % 100 m 3 3 % Sekoitus Sortterin 2-3 % perälaatikko Konesihti Pulpperi Massasäiliö 25 m 3 Sortterin nokkasäiliö 25 m 3 Sortterin viiravesisäiliö 9

10 FORMER UNIT 10

11 Metso Paper Oy References DIRECT AIR IMPINGEMENT DRYING OF PAPER Hot air ( o C) is blow at high speed (90 m/s) onto the top of the paper Advantages of the method: Drying efficiency 3-4 greater than a cylinder dryer More rapid control of the drying section Suitable for all paper and board grades The first OptiDry unit started on Nordland Papier PM 1 in Germany, OptiDry Vertical is Metso Paper s new impingement drying concept In new machine it is possible to shorten the dryer section length app. half the length of conventional dryer 11

12 Metso Paper Oy References OptiFlow II Premium Headbox for Gap Former Applications 12

13 Kehityspolkua (VTT-JYU) Paperinvalmistusteknologian maisterinkoulutusohjelma ? Virtaustekniikka, reologia osaamisen kehittyminen Luotiin osaamispohja soveltavalle tutkimukselle Yhteisprofessuuri : M. Kataja 13

14 VTT-JYU Tänään Fysiikanlaitos: Ari Jäsberg (50/50); haetaan jatkuvuutta yhteistyölle Opinnäytetöitä (gradu/erikoistyö) Röntgen-mikrotomografia Esim. Formerilla valmistettujen paperinäytteiden mittaus / mallinnus Suotautumiskoelaitteilla valmistettujen arkkien mittaus Suurnopeusvideokamera 14

15 VTT-JYU Tarpeita Lähiajan tarpeet Formeeraus/puristinmallinnus 2d-suotautumiskoelaite Suotautumismallien kehittäminen Virtausten termomekaaninen mallinnus Fysiikan ja kemian yhdistäminen 15

16 VTT-JYU Kemianlaitos: Hiilihydraattien on-line analytiikka (menossa) Ajatuksia tulevaan Yhteistyön laajentaminen paperinvalmistuksen märänpään alueella Matematiikan, tilastotieteen ja tietotekniikan laitos Monimuuttuja-analyysit Tilastollinen koepistesuunnittelu Aikasarja-analyysit Tietotekniikan sovellusprojekteja Laboratorion analyysirekisterin kehittäminen Kuivatusohjelman käyttöliittymän kehittäminen 16

17 VTT-JAMK VTT:n Prosessilaitteistojen käyttäminen oppimisympäristöinä JAMK:n asiantuntijoiden käyttäminen VTT:n erilaisten prosessilaitteistojen kehittämisessä Opinnäytetöitä Pienten tutkimuslaitteiden suunnittelu ja rakentaminen Kunnossapito Laatujärjestelmän kehittäminen (mittausepävarmuus tarkastelut) Laboratorianalyytikkoharjoittelijoiden käyttäminen Opetustilaisuudet yhteistyössä (Metso Paper School) 17

18 Tulevaisuuden yhteistyöajatuksia Tutkimuslaitteistojen kehittäminen pitkäjänteisesti esimerkiksi automaatiojärjestelmät VTT:n tutkimusympäristöt hyvä paikka esimerkiksi uusien mittaustekniikoiden ja automaatioratkaisujen todentamiselle (JYU, JAMK) VTT:n tutkimusympäristöjen hyödyntäminen opetuksessa (JAMK) Paikallista yrityssektoria nykyistä paremmin palvelevaa yhteistyötä 18