16. August 2012
Kirjoittajat: Antti Arjas, Jouni Huuskonen
Companies: Jylhävaara, Tervakoski, Yhtyneet Paperitehtaat
People: Antti Arjas, Christopher Diesen, Ilkka Kartovaara, Jouni Huuskonen, Kimmo Kalela
4.29. Adaptiivinen jauhatus
11.5.1981 myönnettiin Yhtyneitten Jylhävaaran konepajalle patentti Antti Arjaksen keksinnölle ”Adaptiivisen jauhatuksen säätömenetelmä”.
Keksintö pohjautuu itävaltalaiseen Flucherin yhdessä professorinsa Ferdinand Wultschin kanssa vuonna 1958 kehittämään ominaissärmäkuormateoriaan. Professori Walter Brecht kehitti ajatusta edelleen ja julkaisi sen 60- luvun alussa yhdessä oppilaansa Walter Siewertin kanssa. Teorian mukaan sellukuitujen jauhautuminen matalissa sakeuksissa tapahtuu sitä ”hellävaraisemmin” ja vähemmän kuituja katkovasti, mitä pienempi on massaan kohdistetun ”puhtaan” jauhatustehon ja jauhimen teräsärmien leikkausnopeuden suhde (ominaissärmäkuorma). Puhdas jauhatusteho on tehonoton ja tyhjäkäyntitehon erotus ja leikkausnopeus pyörimisnopeuden ja särmien leikkauspituuden tulo. Jauhimeen syötetty puhdas jauhatusenergia määrää sen miten pitkälle jauhautuminen etenee. Antti Arjaksen väitöskirjatyöhön liittyvissä Jouni Huuskosen ja Ilkka Kartovaaran diplomitöissä havaittiin teorian toimivan niin hyvin, että pyörimisnopeuden säädön mukaan otto jauhatuksen hallintasuureeksi on perusteltua silloin kuin jauhautumisen rajuutta halutaan kontrolloida.
Antti Arjaksen keksimällä adaptiivisella jauhatusjärjestelmällä voidaan jauhatustapaa ja jauhatuksen määrää säätää erikseen ja portaattomasti. Erilaisille sellun käyttökohteille parhaiten sopiva kuitujen jauhautumistila kyetään näin saavuttamaan taloudellisesti optimaalisella tavalla. Menetelmä käsittää
- jauhimeen tulevan kuitumäärän määrittämisen massan sakeuden ja virtaaman perusteella,
- jauhatustehon määrittämisen kuitumäärän sekä jauhatusmäärää kuvaavan ominaisenergiankulutuksen asetusarvon perusteella sekä
- jauhimen pyörimisnopeuden määrittämisen jauhatustehon ja jauhatustapaa kuvaavan ominaissärmäkuorman asetusarvon perusteella ja
- jauhatustehon ja pyörimisnopeuden säätämisen määritettyjen arvojen mukaisesti, jolloin jauhatuksen määrää ja tapaa voidaan muuttaa toisistaan riippumatta.
Säätimeen on ohjelmoitu häviötehon riippuvuus pyörimisnopeudesta puhtaan jauhatustehon laskemiseksi.
Ensimmäinen Adapt-Set asennettiin Tervasaaren kirjekuoripaperikoneelle. Laite toimi hyvin, mutta sen arvoa ei oikein osattu nähdä vaan se purettiin jonkin vuoden kuluttua pois. Seuraavat kaksi linjaa rakennettiin Tervakoskelle Kimmo Kalelan aloitteesta ja päätöksellä. Ne lienevät edelleen käytössä. Christopher Diesen on tehnyt niistä diplomityön.
Noista päivistä invertteritekniikka on kehittynyt ja kierroslukuhallinta tullut siten olennaisesti halvemmaksi, energian hinta on noussut ja sellut ovat kehittyneet erikoismassojen suuntaan. Näin ollen sellujen ominaisuuksista pitää saada paras irti. Paperin laatukilpailu sekä ominaisuuksien tason että tasaisuuden tähden vaatii myös jauhatukseen paneutumista. Ilmassa onkin nyt sellaista tuntua, että Adapt-Setia harkitaan joihinkin sovellutuksiin. Ainakin aluksi päämotiivina näyttää oleva energian säästäminen.