The influence of process variables on the strength properties of NSSC birch pulp. Towards the limits of optimization: part two - the effect of temperature and time of cooking

• Autorzy: Bocianowski J. , Joachimiak K. , Wójciak A.

Warianty tytułu

PL

Wpływ zmiennych czynników procesowych na właściwości wytrzymałościowe brzozowych mas półchemicznych (NSSC). W kierunku granic optymalizacji: część druga - wpływ temperatury i czasu warzenia

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The aim of this work was to establish the best mechanical and strength properties of NSSC pulps using operating conditions at which the lowest (optimal) spent liquors, cooking temperature and time of treatment could be obtained. Minimal and maximal limits of independent variables were proposed using real mill conditions as a starting point. The analyzed variables were: cooking time (13 to 15.5 min), cooking temperature (from 172 to 179°C), liquor- to- wood ratio (from 1.2 to 2.2). In spite of the narrow ranges of controlled cooking variables, the large database and combined statistical methods (analysis of variance, parallel coordinates, principal component analysis) made it possible to distinguish the limits of the optimal ranges of the studied technological factors which determined the tested pulp’s properties. The mechanical and strength testing of the pulp’s sheets showed that the analyzed time, temperature and liquor-to-wood ratio influenced the CMT, SCT, Tear strength and, to some extent, Burst strength.

PL

Celem pracy było ustalenie warunków obojętnosiarczynowego roztwarzania drewna brzozowego i otrzymywania mas półchemicznych (NSSC) o możliwie najwyższych właściwościach wytrzymałościowych, przy wykorzystaniu możliwie najniższych wartości czynników procesowych: modułu cieczy warzelnej, temperatury i czasu warzenia. Badania oparto na granicznych (minimalnych i maksymalnych) wartościach zmiennych niezależnych procesu roztwarzania drewna prowadzonego w warunkach przemysłowych. Analizowano następujące zmienne: czas warzenia (od 13 do 15,5 min), temperaturę warzenia (od 172 do 179°C) i moduł cieczy warzelnej (od 1,2 do 2,2). Pomimo bardzo wąskich zakresów kontroli zmiennych procesu roztwarzania, połączenie obszernej bazy danych i zestawu metod analizy statystycznej (analiza wariancji, analiza współrzędnych równoległych, analiza składowych głównych) pozwoliło na wyznaczenie optymalnych zakresów badanych czynników technologicznych determinujących testowane właściwości wytrzymałościowe mas włóknistych. Analizy statystyczne wykazały, że zmienne niezależne (moduł cieczy warzelnej, czas i temperatura warzenia) wpływały na poziom wartości badanych wskaźników wytrzymałościowych: CMT, SCT, oporu przedarcia i do pewnego stopnia również przepuklenia. Obniżając moduł cieczy warzelnej do 1,5, uzyskano masy włókniste o porównywalnych właściwościach wytrzymałościowych do mas warzonych przy wyższych modułach. Ograniczenie ilości dozowanego ługu warzelnego, a zatem możliwość zmniejszenia udziału substancji nieorganicznych do organicznych w ługu powarzelnym, może być korzystne z ekonomicznego punktu widzenia oraz dalszego przerobu ługu powarzelnego.

Słowa kluczowe

EN

NSSC; cooking parameters; pulp; statistical methods

PL

NSSC; masa obojętnosiarczynowa; parametry roztwarzania; metody statystyczne

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Poznański Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Drewno : prace naukowe, doniesienia, komunikaty
• Rocznik: 2013
• Tom: vol. 56, nr 189
• Strony: 71--87
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Bocianowski J.

• University of Life Science, Poznan, Poland

autor

Joachimiak K.

• University of Life Science, Poznan, Poland

autor

Wójciak A.

• University of Life Science, Poznan, Poland

Bibliografia

• 1. Area M.C., Felissia F.E., Nuñez C.E., Venica A., Valade J.L. [1997]: Upgrading Spent Liquors from NSSC Process, in proceedings of Symposium on Structure and Properties of Lignocellulosic Materials, Fifth Chemical Congress of North America, Cancun: 11–15
• 2. Area M.C., Felissia F.E., Venica A., Valade J.L. [2001]: NSSC process optimization: pulping, pulps and spent liquors, Tappi Journal 84 [4]: 1–12
• 3. Bocianowski J., Joachimiak K., Wójciak A. [2012]: The influence of process variables on the strength properties of NSSC birch pulp. Towards the limites of optimization: Part One – the effect of liquor ratio, Drewno 55 [188]: 17–33
• 4. GenStat [2007]: GenStat Release 10 Reference Manual. Lawes Agricultural Trust, Rothamsted, UK
• 5. Kozak M. [2010]: Use of parallel coordinate plots in the multi-response selection of interesting genotypes. Communications in Biometry and Crop Science 5 [2]: 83–95
• 6. Kozak M., Bocianowski J., Sakwojć S., Wnuk A. [2010]: Call for more graphical elements in statistical teaching and consultancy. Biometrical Letters 47 [1]: 57–68
• 7. Shapiro S. S., Wilk M. B. [1965]: An analysis of variance test for normality (complete samples). Biometrika [52]: 591–611
• List of standards
• 1. EN 21974 [2002]: Paper – Determination of tearing resistance (Elmendorf method)
• 2. EN/ISO 2758 [2005]: Paper – Determination of bursting strength
• 3. EN/ISO 7263 [2008]: Corrugating medium – Determination of the flat crush resistance after laboratory fluting
• 4. EN/ISO 9895 [2002]: Paper and board – Compressive strength – Short span test.
• 5. SCAN–CM–40:01 [2001]: Wood chips for pulp production – Size distribution. Scandinavian Pulp, Paper and Board Testing Committee