Sellun keitto

Työn tarkoitus

Työn tarkoituksena oli keittää sellua, valmistaa arkkeja ja testata valmistettuja arkkeja.

Työn suoritus

Kuorinta

Aluksi kuorin kuorintaraudalla kaksi haapaklapia. Varmistin, että oksakohdat olivat myös poissa ja kuorta ei jäljellä yhtään.

Kuoritut klapit haketin hakkurilla.

Seulonta

Seuraavana oli edessä seulonta, seulalla hakkeet lajiteltiin omiin kokoihinsa.
Seulonnan jälkeen erikokoiset hakkeet kerättiin omiin ämpäreihinsä.

Ämpäreissä olevista hakkeista valitsin sopivan kokoiset ja karsin niistä huonot kappaleet pois.

Kuiva-aine pitoisuus

Seuraavaksi määritin kuiva-aine pitoisuuden. Otin hyväksytyistä hakkeista 100grammaa talteen, punnitsin sen metalliastian kanssa ja laitoin sen lämpökaappiin kuivumaan. Kuivumisen jälkeen punnitsin astian hakkeineen uudestaan, jolloin sain määritettyä kuiva-aine pitoisuuden.

Keitto

Tämän jälkeen oli edessä sellun keitto, punnitsin tarvittavan määrän hakkeita keittimeen. Lisäsin myös mustalipeän ja kemikaalit (natriumhydroksidi (NaOH) ja natriumsulfidi (Na2S)). Sitten aloitettiin keitto, siitä kirjasin koneella tulokset talteen kymmenen minuutin välein (lämpötila ja paine). Kirjaamieni tulosten mukaan seurattiin H-tekijää excelistä ja tiesin, koska keitto on valmis. 

Aluksi poistin paineen kattilasta, että kuuma mustalipeä ei lennä suurella paineella kenenkään päälle, kun avasin keittimen. Tämän jälkeen vuorossa oli mustalipeän poistatus keittimestä. Tämän jälkeen hake saatiin pois

Pesu

Seuraavaksi hake pestiin, aluksi ämpäreissä ja suurimman mustalipeän huuhtouduttua sukan kautta kunnolla lavuaarissa.

Sakeus

Massan varmasti ollessa puhdasta oli vuorossa sakeuden määritys. Laimensin hyväksytyn massaan kahteen kymmeneen litraan. Sekoitin massan hyvin ja punnitsin massaa 0,5litraa, jonka imusuodatin ja kuivasin grillissä. Kakun kuivuttua laskin sen avulla koko priimamassan saannon.

Jauhatus hollanterissa

Tämän jälkeen hallussani oli tarvittavat tiedot jauhatuksen aloittamiseksi hollanterissa. Massaa jauhoin niin kauan, että sain jauhatusasteeksi 30 SR.
Jauhatukseen aikaa kului noin 40 minuuttia.

Arkkien valmistus

Seuraavaksi oli vuorossa arkkien valmistus. Massa tyhjennettiin hollanterista saaviin. Tein kolmekymmentä arkkia kahdessa osassa. Sakeuden ollessa 1,82% laskin tarvitsevani laimennokseen massaa 2litraa ja vettä 5,5litraa. Näin sain ensimmäisestä erästä valmistettua 15kpl arkkeja, joihin meni massaa 500ml/kpl.

Laimennoksen ollessa valmis valmistin 15kpl arkkeja, laitoin ne kuivumaan ja valmistin toisen erän massaa. Seuraavaksi valmistin toiset 15kpl arkkeja arkkimuotissa. 

Arkkien testaus

Arkkien ollessa kuivia ja täysin valmiita oli vuorossa omien arkkien testaus. 

Määritin seuraavat asiat; Puhkaisulujuuden, murtovenymän, vaaleuden, repäisylujuuden, vetolujuuden, kappaluvun, ilmanläpäisyn ja neliömassan.

Laskuissa tarvittavat kaavat

Repäisyindeksi

X = a/w

X = repäisyindeksi mNm2/g
a = repäisylujuus, mN
w = neliömassa g/m2

Murtotyöindeksi

Wwt = WbT/w x 1000

Wwt = murtotyöindeksi, J/kg
WbT = murtotyö J/m2
w = neliömassa g/m2

Vetoindeksi

Y = 1000 x x/w

Y = vetoindeksi, Nm/g
x = vetolujuus kN/m
w = neliömassa, g/m2

Puhkaisuindeksi

x = p/w

x = puhkaisuindeksi, kPam2/g
p = puhkaisu, kPa
w = neliömassa, g/m2

Neliömassa

Punnitsin kaikki kolmekymmentä aikaisemmin valmistamaani arkkia yksitellen. Valitsin niistä kymmenen kappaletta, mahdollisimman saman painoisia. Laskin niistä keskiarvon neliömassaa varten.

Lasku

2,3006g/14x14 x 10 000 

= 2,3006g/196 x 10 000
= 0,0117395918 x 10 000
= 117,395
= 117,4g/m2

Repäisylujuus

Repäisylujuuden testausta varten valmistin 10kpl näytteitä. Eli tässä tapauksessa leikkasin testattavista arkeista 48mm suikaleita. Näytteiden testaamisen jälkeen laskin keskiarvon tuloksista repäisyindeksiä varten.

Repäisyindeksi

x = 882,6mN/117,4g/m2 
x = 7,52mNm2

Vetolujuus 

Vetoluujuutta varten valmistin myös näytteitä, tällä kertaa 20kpl. Niiden tulosten keskiarvosta laskin vetoindeksin.

Vetoindeksi

Y = 1000 x 12,69kN/m / 117,4g/m2
Y = 1000 x 0,1080919931
Y = 108,09Nm/g

Murtovenymä

Murtovenymän määritin vetolujuudessa saamieni tulosten venymä osioista. Laskin 20 tuloksesta keskiarvon ensiksi ja sitten laskin murtotyöindeksin.

Murtotyöindeksi 

Wwt = 209,9J/m2 x 1000 / 117,4g/m2
Wwt = 1,7879 x 1000
Wwt = 178,821J/kg

Puhkaisulujuus

Puhkaisulujuuden määritin ¨puhkaisemalla¨ jokaisen arkin kahdesti ja laskemalla keskiarvon. Jälleen keskiarvon avulla laskin puhkaisuindeksin. 

x = 7,36,2kPa/117,4g/m2 = 6,27 kPam2/g 

Vaaleus

Vaaleuden mittaukseen käytin laitetta, jonka väliin asetettiin arkki, kansi laskettiin ja tulos oli luettavissa näytöltä. Testasin vaaleuden kymmenestä arkista ja laskin keskiarvon

1. 76,65   6. 77,79
2. 78,18   7. 77,86
3. 76,93   8. 77,27
4. 77,58   9. 78,01
5. 77,34   10. 78,17

KA = 77,578

Selluloosamassan Kappa- luku

Tavoite

Määritetään selluloosamassan ligniini- pitoisuus. 

Reagenssit 

Kaliumpermanganaatti pa 20mmol/l
Natriumtiosulfaatti pa 0,2 mol/l
Kaliumjodidi pa 1,0 mol/l
Rikkihappo pa 2,0 mol/l
Tärkkelysliuos 0,2%
Selluloosamassanäyte

Laitteet ja välineet

Byretti 50ml
Dekantterilasi 600ml, 250ml
magneettisekoitin
IR-Kuivain
Vaaka

Työn suoritus

1. Aluksi määritin massan kuiva-aine pitoisuuden IR-kuivaimella. Kuiva-aine pitoisuus oli 94,71%.

2. Seuraavaksi punnitsin näytettä 1,200grammaa ja laitoin sen dekantterilasiin. Lisäsin sekaan 350ml vettä. 

3. Laitoin näytteen magneettisekoittajalle ja odotin, kunnes näyte oli hajonnut. 

4. Sekoitin keskenään 50ml kaliumpermanganaattia ja 50ml rikkihappoa. Seuraavaksi sekoitin happoseoksen näytteeseen. Happoastian huuhdoin 50ml vettä ja näin ollen näyteen lopputilavuus oli 500ml. 

5. Seuraavaksi odotin 10minuuttia ja lisäsin 10ml kaliumjodidia, jolloin seos muuttui ruskehtavaksi. 

6.Titrasin näytteen natriumtiosulfaatilla kellertävään sävyyn. Lisäsin vielä 5ml tärkkelysliuosta, jolloin näyte muuttui tumman siniseksi. 

7. Näytteen tiosulfaatin tuloksen luin byretistä.

Toistin kohdat 2-7 kahdesti, sain tulokset 18,4 ja 17,3, näin ollen keskiarvo oli 17,85.
Määritin myös nollanäytteen toistamalla kohdat 2-7 mutta ilman näytettä! Tulokseksi sain 22.

Kappa-luvun laskeminen

Täysin kuiva massa näyte

m = t/100 x p

m = täysin kuiva massanäyte
t = massan kuiva-aineprosentti
p = punnittu massanäyte

Lasku

m = 94,71/100 x 3,6681 
m = 3,474

Reaktiossa kuluva permanganaatin määrä 

a = 2(b-c)

a = reaktiossa kuluva permanganaatin määrä
b = tiosulfaatin kulutus nollanäytteellä 
c = tiosulfaatin kulutus nollanäytteellä

Lasku

a = 2(22-17.85)
a = 2 x 4,15
a = 8,30 
a = 8

Määritettyäni a:n luin taulukosta sitä vastaavan kertoimen (d) ja laskin kappa-luvun seuraavalla kaavalla.

Kappa-luku = a x d/m

Lasku

8 x 0,934 / 1,13652

Kappa-luku = 6,57

Työn arviointi

Kokonaisuudessaan kaiken suorittamiseen meni kauan aikaa. Mutta tarkastellessa tuloksiani, olen onnistunut työssä ja sen vaiheissa hyvin.