Kräppat pappers kraft och töjningskurva är mer dragstyv till 5 % töjning för att sedan bli mindre dragstyv. Vid tillverkningens kräppningsprocess veckas pappret det borde göra det mindre dragstyvt i början av kraft och töjningskurvan för att sedan bli mer dragstyv när fiber – fiber – bindningarna tar upp last. För att få mer förståelse för fibrerna kontra kräppningens betydelse för kräppats pappers materialegenskaper, har en jämförelse mellan kräppat och okräppat papper gjorts. Arbetet har genomförts genom att observera kräppat papper och okräppat papper i en dragprovare under tiden har det spelats in av en usb – mikroskops - kamera. De dragprovstester av kräppat och okräppat papper som utfördes var standardtester ISO 12615 - 4: 2005, avlastningstester, vinklad kameratester och stabil spricktillväxttester. Resultaten ifrån mätningarna var att kräppat papper får en markant styvhetsökning vid avlastningstester det fick inte okräppat papper. Luftfickorna eller kratrarna som bildas av pappersmassan som inte ligger emot beläggningen på yankeecylindern, börjar dras ut först i den mindredragstyva delen av kräppat pappers kraft och töjningskurva. Det behövs bättre åtkomst för mikroskopskameran vid dragprovarens inspänning eller ett mindre mikroskop, för att kunna vinkla kameran och få bättre bilder på kräppstrukturen. / Creped-paper stress-strain curve has higher stiffness until 5 % strain thereafter it becomes less stiff. At manufacturing the creeping process wrinkles the paper that should make the paper less stiff in the beginning of the stress-strain curve and stiffer when the fiber-fiber- connections starts to take up load. A comparison has been made between creped-paper and un-creped-paper, for the benefit to get better knowledge of the importance between the fibers and the creeping process for creped papers material properties. The practical work of the project has been to observe creped-paper and un-creped-paper in a material testing machine while it has been recorded by a usb – microscope - camera. The material testing machine test of creped-paper and un-creped-paper that was executed was standard tests of ISO 12615 - 4: 2005, release-of-load-tests, camera-angle-tests and stable-crack-tests. The results from the release-of-load-tests, was that creped-paper gets a significant stiffness increase, that didn’t un-creped-paper get. The air-pockets or craters who are made by the paper-mass that aren’t stuck to the yankee-cylinders adhesive, the craters begins to stretch out during the less stiff part of creped-papers stress-strain-curve. To get good angle usb-microscope-camera footages of the creping-structure, the usb-microscope-camera has to be smaller or the area at the material testing machines grip to grip has to be larger.

Examensarbetet utförs på uppdrag av BillerudKorsnäs AB, projektet ingår i ett större forskningsarbete som uppdragsgivaren arbetar med, ty BillerudKorsnäs vill tillhandahålla det optimala materialet som ger den bästa kartongförpackning till kunden. I rapporten behandlas problemet huruvida skadeutvecklingen skiljer mellan punktlast och utbredd last inom pappersteknik. För att begränsa omfattningen av projektet så valdes fem sfäriska laster som ska angripa totalt fyra utvalda paneler, de fyra paneler är specifikt utvalda och uppdelade på två geometriskt skilda kartongförpackningar men med samma kvalitet. I projektet utreds parametrarna strukturstyvhet och strukturstyrka från obelastat tillstånd till begynnande skadeutveckling i kartongförpackningen. Resultatet från provning kommer att presenteras i kvantitativ analys av sammanställda diagram och kraft-/förlängningsgrafer samt kvalitativ analys av skadeutveckling. I resultatet påträffades den signifikanta skillnad som projektet syftar på genom att strukturstyvheten ökar ickelinjärt vid provning med vissa lastgeometrier. Projektet presenterar en slutsats att last 1-3 är punktlast och last 5 är utbredd last för samtliga paneler. Projektet presenterar underlag för vidareutveckling mot det slutgiltiga målet som BillerudKorsnäs arbetar mot. / Thesis work performed on behalf of BillerudKorsnäs AB, the project is part of a larger research project which the company works with. BillerudKorsnäs would like to provide the optimum material for the cartonboard that the customer seeks. This report deals with the problem of whether the fracture development differs between the point load and distributed load in paper technology. To limit the scope of the project, five spherical loads were chosen to attack a total of four selected panels. The four panels are specifically selected and divided into two geometrically distinct cartonboards but with the same quality. The project investigated parameters structural stiffness and structural strength from the unloaded condition to initial damage development in cartonboards. The results from the tests will be presented inaquantitative analysis of compiled charts, force-/extension charts and qualitative analysis of fracture development. The purpose of the project, the significant difference, was found in the result when the structural stiffness increased nonlinearly when tested with certain loads. The project presents a conclusion that the load 1-3 is point load and load 5 is distributed load on all panels. The project presents a basis for further development towards the final goal that BillerudKorsnäs is working toward.

Det har undersökts om det går att få ut fällningskemikalien aluminium ur kemslam från pappers- och massabruk via acidogenes. Ymp och kemslam blandades i olika förhållanden och pH mättes regelbundet för att kartlägga acidogeneskurvan. Prover av filtrat från slam- och ympblandning från tidpunkt noll och då pH-kurvan kartlagts vara som lägst skickades för analys med atomabsorptionspektroskopi. Ur resultaten som gavs från atomabsorptionspektroskopin beräknades det att ingen signifikant skillnad fanns i mängden löst aluminium mellan de olika ymp- och slam-förhållandena. För att försöka uppnå signifikant skillnad skulle det kunna testas fler olika förhållanden, beroende på karaktäristiken hos slam och ymp.

No description available.

This thesis explores how to use the dry nanoporous structure of cellulosic fibres in new types of composite materials. A large effort was also given on how to correctly characterize the structure of fibres where the wet structure has been preserved also in the dry state. Delignified wood fibres have an open fibrillar structure in their water-swollen state. In the present work, this open fibrillar structure was preserved in the dry state by performing a liquid exchange procedure and the samples were thereafter carefully dried with Ar(g). The samples of never-dried TEMPO-oxidized dissolving pulp had a specific surface area of 130 m2/g in the dry state, as measured using the Brunauer, Emmet, and Teller (BET) Nitrogen gas adsorption method. This open structure was also revealed using field emission scanning electron microscopy (FE-SEM). The water-swollen and dry open structures were thoroughly characterized for various pulps. A new method for determining the pore size of water-swollen delignified cellulosic fibres is presented. By combining the results from solid state nuclear magnetic resonance NMR, measuring the specific surface area [m2/g] in the water-swollen state, with fibre saturation point (FSP), measuring the pore volume of fibres in water-swollen state [mass water/mass fibre], the average pore size can be determined without the need of assuming a certain pore geometry. The dry nanoporous structure was then used as a scaffold for in-situ polymerization, to demonstrate how the properties of the fibrils in the fibre wall can be exploited without the need to disintegrate the fibre wall. Both poly(methylmethacrylate) (PMMA) and poly(butylacrylate) (PBA) were successfully used as the polymeric matrix, and both nanocomposites (i.e., fibre/PMMA and fibre/PBA) had a fibre content of approximately 20 w%. The structure of the composites was characterized using SEM and Atomic Force Microscopy (AFM) operated in the phase imaging mode. The AFM results indicate that the cellulose aggregates and polymeric matrix were successfully mixed on a nanoscale, creating a nanocomposite of interpenetrating polymer molecules and cellulose fibrils, rather than a microcomposite, when using microscopic cellulose fibres. The water absorption capacity of the nanocomposites was reduced significantly, indicating that almost all nanopores in the fibre wall were successfully filled with matrix polymer. The mechanical properties were investigated, showing the importance of nanosized reinforcement compared to fibres of micrometer size. / <p>QC 20121011</p>

To produce paperboard is a complex process which requires sophisticated monitoring to achieve a paperboard of high quality. Holmen Iggesund is a company in the paperboard manufacturing industry, aiming to produce paperboard of world leading quality. Therefore, they continuously develop their knowledge the production process. In this study, conducted at Holmen Iggesund, the focus is the property of delamination, which is tested with a method called Scott bond. Seven different input signals, measured over a two-year period, were used as input to six different models and used to predict the output (Scott bond). The result showed that a Random Forest model provided the best prediction performance among the tested models. EXplainable Artificial Intelligence (XAI) was then used to better understand the predictions of the Random forest model. It provided an understanding of which input signals were most significant for the model predictions and the values that the input signals should have to predict a high or low value of the output signal. The results from the work give an increased understanding of the process behavior which may help to improve the monitoring of the process and how to counter interact when a process disturbance occurs. It also shows the potential of using complex machine learning models combined with XAI algorithms.

Syfte och avgränsningar Studiens syfte har varit att ta fram effektiviseringslösningar kopplat till lager- ochutlastningshanteringen genom att ta fram automatiseringslösningar. Studien har avgränsat sigtill lager- och utlastningshanteringen och inte tagit hänsyn till andra delar i värdeflödet. Fokushar varit lagringen av massabalar men författaren anser att resultaten är tillämpningsbara iandra lager också. Metod Studiens grund ligger i att vara en undersökande studie där tidigare forskningen står förramverket. Primärdata samlades in genom kvalitativa semistrukturerade intervjuer medindivider i olika befattningar för att erhålla en helhetsförståelse av automatiseringens effekter.Intervjuerna analyserades med hjälp av tematisk analys, kompletterad av innehållsanalys. Resultat och analys Studiens resultat lyfter vikten av förståelse om behoven vid automatisering för att undvikaöverdrivet komplexa och kostsamma system. För att automatisera i tung industri anses detbästa alternativet vara traverskranar då den klarar storleken på produkterna. Studien belyserde effekter en automatisering skulle medföra för beslutsfattande. Genomförandet avförändringar kan en viss form av motstånd förväntas, vilket behöver hanteras genom olikametoder såsom att kartlägga och bedöma omfattningen av motståndet.

Pappers- och massaindustrin är den sektorn som använder mest energi. Av den totala energianvändningen står fossila bränslen för 7 %. Sveriges vision är att år 2050 inte ha några nettoutsläpp av växthusgaser. Detta gör att industrier måste börja ta sitt ansvar för att minska utsläppen.    Syftet med det här examensarbetet är att utreda möjligheterna att driva Billingsfors pappers och massabruk utan fossila bränslen. Målet är uppdelat i följande fem punkter:    Bränslekarakteristik och prestanda Teknisk utvärdering Praktiskt utvärdering Systemuppbyggnad Ekonomisk utvärdering   Olika fasta, flytande och gasformiga förnyelsebara alternativ har undersökts. Erhållen data från Billingsfors Bruk har använts vid beräkningar för att svara på hur både de fossila och förnyelsebara bränslenas karakteristik och prestanda. Bränslena har sedan utvärderats både tekniskt och praktiskt med hjälp av de beräknade resultaten, litteratur samt avstämning med hemsidor och leverantörer. Genom att sammanväga prestanda, den tekniska och praktiska utvärderingen har en systemuppbyggnad tagits fram som sedan har utvärderats ekonomiskt.    Studien visar att det är fullt möjligt att ersätta de fossila bränslena både tekniskt och praktiskt till förnyelsebara bränslen. De fossila bränslenas prestanda är högre än de förnyelsebara bränslena vilket medför att en betydligt större mängd bränslen behövs för att ersätta de fossila bränslena.    Den bästa lösningen för Billingsfors Bruk är att konvertera mesaugnen och gaspannan till träpulver och byta ut eldningsolja mot tallolja i fastbränslepannan och sodapannan. För pappersmaskinerna finns ingen ekonomisk lönsamhet att konvertera till biogas då en väldigt liten del kan produceras internt samt att den är för dyr att köpa externt. Produktgas är därför mer lämpad då den kan produceras internt och inte är lika kostsam. Det är dock inte helt problemfritt och det finns heller ingen ekonomisk lönsamhet i dagsläget. / The pulp and paper industry using most energy today in their processes. Fossil fuels stands for 7 % of the total energy use. Sweden has a vision to not have any net greenhouse gas emissions to 2050. To achieve the vision, industries must start to begin to take their responsibility to reduce emissions.   The purpose of this master thesis is to investigate the possibilities to power Billingsfors paper and pulp mill without fossil fuels. The goal is divided into the following five points:   1. Fuel characteristics and performance 2. Technical evaluation 3. Practical evaluation 4. System Structure 5. Economic evaluation   Different solid, liquid and gaseous renewable alternatives have been investigated. Data obtained from Billingsfors Bruk has been used to calculate both the characteristics and performance of the fossil and renewable fuels. The fuels have been evaluated both technically and practically using the calculated results, literature, websites and suppliers. By comparing characteristics, performance, the technical and practical evaluation, a system structure has been developed which has later been evaluated economically.   The study shows that it is possible to replace fossil fuels both technically and practically with renewable fuels. The performance of fossil fuels is higher than renewable fuels, which means that a significantly higher amount of fuel is needed to replace fossil fuels.    The best solution for Billingsfors Mill is to convert the lime kiln and the gas boiler to wood powder and replace the fuel-oil with tall oil in the solid fuel boiler and recovery boiler. For the paper machines, there is no economic profitability to convert to biogas since a very small amount can be produced internally and it´s too expensive to buy externally. Product gas is therefore more suitable since it can be produced internally and not as costly. However, it is not completely trouble-free and there is also no economic profitability today.

För att förbättra företags energieffektivisering tillkom det 2014 en lag på att utföra energikartläggningar på företag som har mer än 250 personer anställda och som har en årsomsättning på över 50 miljoner euro, eller över 43 miljoner i balansomslutning. Nymölla bruk innefattas av denna lag och måste därmed utföra energikartläggning vart fjärde år och rapportera till energimyndigheten. Denna lagen utgör syftet för detta examensarbete som utgår från att genomföra en energikartläggning på pappersmaskin 2 inom Nymölla Bruk.  I förtorken evaporeras det  vatten från pappret med gramvikten 120g/m2 och  med gramvikten 80g/m2 . Den troliga anledningen till att det kan evaporera mer vatten från pappret i den lägre gramvikten är att pappret körs genom maskinen i en högre hastighet. Hastigheten för 120 g/m2 är 9,67 m/s och för 80 g/m2 är hastigheten 17,22 m/s. Den evaporerande skillnaden mellan gramvikterna kan även ses i eftertorken. Massflödet för punkt 20 vilket är vid frånluftsfläkten enligt bild 9 på sidan 25 i rapporten kunde inte redovisas på grund av att det inte sitter en mätare på plats, samt att beräkningar för att ta fram massflödet inte fungerade då fläktdiagrammet från fläkttillverkarna troligen inte stämmer överens med fläkten som mätningarna gjordes på.  För att kunna göra en fullständig energikartläggning på denna maskin angående ånga, kondensat och processventilation behövs det att massflödet för punkt 20 kan redovisas. Utan detta massflöde kan en balans över hur mycket som läcker in i förtorken inte fastställas, vilket medför att energianvändningen som krävs för att värma upp denna luft med ånga inte kan redovisas. Därmed borde fortsatta studie göras för att kunna genomföra en fullständig energikartläggning. / In order to improve the company's energy efficiency, a international law in 2014 was introduced to carry out energy surveys on companies with more than 250 employees, with annual income of more than 50 million euros, or over 43 million in total assets. Nymölla Bruk are included in this law and must therefore carry out energy mapping every four years and report it to the Swedish energy department. This law is the purpose for this degree project based to carrying out an energy survey on paper machine 2 in Nymölla Bruk. In the desiccator, 8.89 kg/s of water is evacuated from the paper with a gram weight of 120g/m2 and 10.45 kg/s with a gram weight of 80g/m2. The likely reason that it can evaporate more water from the paper in the lower grammage is that the paper is driven through the machine at a higher rate. The paper machine can produce 120g/m2 paper at a speed of 9.67 m/s and 80g/m2 paper at a speed of 12.22 m/s. The evaporating difference between gram weights can also be seen in the aftermath. The mass flow for point 20 which is at the exhaust air fan as shown in Figure 9 on page 25 of the report could not be reported due to the absence of a meter in place, and calculations for producing the mass flow did not work when the fan diagram from the fan manufacturers probably did not match the fan on which the measurements were made. In order to make an complete energy examination on this machine in regard of steam, condensate and process ventilation, it is necessary that the mass flow for point 20 can be known. The balance of the leakage into the dryer can not be determined without mass flow variable, making the energy consumption required to heat the air with steam impossible to calculate. Therefore, a further study should be done to carry out for making an complete energy examination.

Electrospinning is a fiber production method that has gained a special attention due to the simple setup and potential for the industry scale up to produce nanoregime polymer fibers. However, electrospun fibers have relatively poor mechanical properties, which could be improved by introducing reinforcing agents. Cellulose nanocrystals (CNCs) are a promising candidate for use as such fiber reinforcing phase due to nanoscale dimensions, excellent mechanical properties, abundance in nature, biocompatibility and renewability. The mechanical properties of reinforced fibers can be further improved by aligning them uniaxially. There are several reports available on aligning electrospun fibers and reinforcing them with CNCs. However, alignment of the reinforcing phase, such as CNCs, inside matrix is not studied extensively. The importance of aligning arises from different mechanical properties exhibited by the CNCs in longitudinal and transverse directions due to the high aspect ratio. This anisotropic nature of CNCs could be employed in nanocomposite fibers by aligning crystals along the fiber direction. In this study, the effect of the electric field modification on the alignment of CNCs in poly(vinyl) alcohol fibers was investigated. Fibers were collected using four different collector types, which also gave four different electric field configurations. Alignment of the reinforcing crystals in fibers with different degree of macroscopic orientation was studied using 2D XRD and polarized FT-IR. These studies confirm the alignment of both CNCs and PVA in uniaxially aligned fibers. Mechanical testing showed that improvement in alignment is directly related to the increase of the strength of the material. Aligned PVA-CNCs fibers had more than 100 times higher elastic modulus compared to non-aligned fibers. The rule of mixtures, Halpin-Tsai equation and orientation modified Cox’s equation were used to calculate theoretical values of elastic modulus and compare with experimental values. The comparison of between experimentally observed alignment of CNCs and theoretically predicted values shows that there is a potential for further improvement. The demonstrated improvements in the alignment of reinforcing phase could find applications, where well-aligned architectures are required, for example in uses as tissue engineering, scaffolds, membranes, microelectronic devices etc.