Fotoniikan ja konenäkötekniikan sovellukset metsäbiojalostamossa

Koko: px

Aloita esitys sivulta:

Download "Fotoniikan ja konenäkötekniikan sovellukset metsäbiojalostamossa"

Johanna Lahti
7 vuotta sitten
Katselukertoja:

1 Fotoniikan ja konenäkötekniikan sovellukset metsäbiojalostamossa FiberTech 2016 päivät Rantasalmi Tapio Tirri Mamk / Kuitulaboratorio

2 KUITULABORATORIO / FIBERLABORATORY Kuitulaboratorio on Mikkelin Ammattikorkeakoulu Oy:n Savonlinnassa sijaitseva tutkimusyksikkö, jossa tehdään paperin ja sellun valmistukseen, tulevaisuuden metsäbiojalostamoiden sekä ympäristöteknologian prosesseihin liittyvää tutkimustyötä Tutkimusyksikössä työskentelee tällä hetkellä 20 henkilöä Kuitulaboratorio tuottaa myös laboratorio- sekä tehdasmittakaavaista koeajotoimintaa alan toimijoille Toiminta tapahtuu yhteistyössä tutkimusryhmien, paperin ja sellun valmistajien, biojalostamoiden, kemikaalitoimittajien sekä laitevalmistajien kanssa.

3 Fotoniikka On valon tuottamista, säteilyä, siirtämistä, muuntamista, prosessointia, kytkemistä, vahvistamista, mittaamista ja havainnointia Fotoniikka kattaa kaikki valon tekniset sovellukset koko aallonpituuskaistalla (UV, näkyvä, infrapuna-alue). Lähde:

4 Taustaa Uudet metsäbiojalostamoinvestoinnit sekä erilaisten sivutuotteiden saannon ja laadun tehostaminen, prosessien tehostaminen ja reaktioiden reaaliaikainen seuranta tarjoaa erinomaisen demonstrointiympäristön uusimpien fotoniikan ja kuvantamisteknologioiden kehittämiselle ja käyttöönoton edistämiselle. Osa esitettävistä mittausmenetelmistä on jo käytössä, osan toimivuus on osoitettu tutkimusprojekteissa, mutta kaupalliset versiot vielä puuttuvat.

5 Fotoniikkasovellukset Tavoitteena on metsäbiojalostamo-sellutehtaiden tuotannon sekä tuotantolinjojen keskeisten sivuvirtaprosessien (ligniinin ja suovan erotus) hallinnan tehostaminen (kuva: Fokudemo-projekti).

6 Fotoniikkasovellukset Ligniinin ja suovan erotuksen hallinta Refraktometri on osoittautunut erittäin toimivaksi liuenneen kuiva-aineen mittausmenetelmäksi ruskean massan pesuhäviömittauksissa (ligniini). Tutkitaan soveltuvuutta myös biojalostamonsivuvirtojen mittaamiseen (ligniini, sokerit). Yhteistyössä K-Patents Oy:n kanssa. PulpVision -projektissa selvitettiin suovan spektraalisia ja fluoresoivia ominaisuuksia. Suovasta löydettiin tietyillä adsorptio- ja emissioaallonpituuksilla vahvaa fluoresenssiä. Tutkimusta jatketaan käynnissä olevassa projektissa (yhteistyössä UEF / Väriryhmän kanssa). Suopanäytteen tyypillinen viritys-emissio spektrimatriisi, jossa kaksi fluoresenssin viritys-emissiomaksimiaallonpituutta: no 1: Viritysmaksimi 330 nm, emissiomaksimi 405 nm ja no 2: viritysmaksimi 385 nm ja emissiomaksimi 480 nm. Lähde: PulpVision loppuraportti.

7 Fotoniikkasovellukset Kuitulinjan toiminnan optimointi Koivu Keittohakkeen uuteainepitoisuuden määritys sekä lajikeluokittelu voidaan tehdä fluoresenssi- ja spektrikuvantavilla mittauksilla (PulpVision-projekti, UEF /Väriryhmä). Kuusi Mäntyhake. (Fluoresoivat Komponentit) Fluoresenssin perusteella saatiin näkymään selluprosessin eri vaiheissa kemikaalijäämiä pesuvaiheen jälkeen. Tämä voisi toimia tuotannossa optimointitekijänä, eli kemikaalien määrää voitaisiin säätää optimaalisemmaksi. (PulpVision-projekti, yhteistyössä UEF /Väriryhmän kanssa).

8 Fotoniikkasovellukset Nopeiden sekoitusilmiöiden tutkimus Sekoitustehokkuuden hallinta mahdollistaa prosessien tehokkuuden nostamisen. Fluorescence multispectral imaging - mittausta tullaan käyttämään nopeiden sekoitusilmiöiden tutkimuksessa. Tavoitteena saavuttaa 5 mm:n tunkeuma kuitumassaan (yhteistyössä VTT:n kanssa).

9 Konenäkösovellukset Tavoitteena on metsäbiojalostamo-sellutehtaiden tuotannon tehostaminen (kuva: Fokudemo-projekti).

10 Konenäkösovellukset Dispersion älykäs hallinta kuitulinjassa PulpVision-Tekes hankkeessa on kehitetty uusi kuvantamiseen ja konenäköön perustuva kaasudispersion kuplakoon mittausjärjestelmä kemiallisen massan happidelignifiointiprosessin seurantaan Kuitu-vesi-happikaasu dispersion kuplakokojakauma voidaan määrittää on-line sellutehtaan kuitulinjassa. Kuplakokomittauslaitteisto kiinnitettynä kuitulinjan yhteeseen. PulpVision-proj.

11 Konenäkösovellukset Dispersion älykäs hallinta kuitulinjassa Hapen tilavuuspainotettu kumulatiivinen kuplakokojakauma 10 % massasuspensiossa suomalaisen havusellutehtaan kuitulinjan happivaiheessa sekoittimen roottorin pyörimisnopeuksilla 1200 min -1 ja 1380 min -1

12 Konenäkösovellukset Kuitumateriaalin karakterisointi ja tunnistus Kuvankäsittelymenetelmillä voidaan tunnistaa eri puulajien kuidut (Yhteistyössä Mamk/Kuitulaboratorio, LUT/MVPR, UEF/Väriryhmä ja CEMIS-Oulu/Kajaani) Tahmo- ja roskapartikkelien kuvantaminen ja tunnistus On-line menetelmissä olennainen osa on oppivien konenäkömenetelmien hyödyntäminen kuvamateriaalin analysoinnissa (Yhteistyössä Mamk/Kuitulaboratorio ja LUT/ MVPR). Männyn kuidussa erottuvat ikkunamaiset rakenteet, joita kuusen kuiduissa ei ole (PulpVision).

13 KIITOS! Fotoniikan ja konenäkötekniikan sovellukset metsäbiojalostamossa Tapio Tirri Mamk / Kuitulaboratorio FiberTech 2016 päivät Rantasalmi

Samankaltaiset tiedostot

Uudet mittausinnovaatiot nopeaan sekoitukseen liittyen

Uudet mittausinnovaatiot nopeaan sekoitukseen liittyen Sami Siikanen FiberTech-seminaari, Savonlinna, 20.9.2018 17.9.2018 VTT beyond the obvious 1 Sisältö 1. Nestesekoitustutkimus Savonlinnan Kuitulaboratoriolla