Arbetet har mestadels utförts i kokeriet på Domsjö Fabriker i syfte att kartlägga hur processförhållandena hänger samman med koncentrationen sulfatjoner. Detta för att lättare kunna undvika förhållanden i processen som innebär mycket höga värden. Arbetet ingår i examen för högskoleutbildningen: processoperatör vid Umeå Universitet.Vid Domsjö Fabriker har tidigare liknande mätningar gjorts i kokeriet och det har konstaterats att koncentrationen sulfatjoner hänger samman med pH och tid. Syftet är att djupare kartlägga hur processförhållandena hänger samman för att lättare kunna undvika förhållanden som innebär höga koncentrationer sulfatjoner. Målet med examensarbetet och dess undersökning är att sammanställa resultat som visar hur och när under koket som sulfatjoner bildas i stora mängder i kokeriet. Förfarandet av undersökningen har bestått i att prov tas ut i provserier om fyra provtillfällen per kok, fryses in och slutligen analyseras genom titrering och pH-mätning.Efter totalt 22 stycken provserier om fyra prov från de olika kokarna konstaterades att sulfatkoncentrationen är högst i slutet av nedgasningssteget. Det första provtillfället hade de högsta pH-värdena men också de lägsta koncentrationerna sulfat. Inget av dessa värden sticker ur och anses onormalt på något sätt. Om sulfatkoncentrationen påverkas av pH-värdet går inte att fastställa av detta arbete, då det inte är de lägsta pH-värdena som genererar de högsta sulfatkoncentrationerna utifrån resultatet i undersökningen. / This work has been performed in the digester at Domsjö Fabriker in order to clarify the concentration of sulphate-ions comparing to different driving-conditions in the process. The reason to this is to understand and be able to avoid conditions in the digester process that means very high concentrations of sulphate-ions. The work is included in the examination of higher education: process operator at Umeå University.At Domsjö Fabriker similar studies have been done in the digester and from that it has been found out that the concentration of sulphate-ions is connected to pH and over time. The purpose is to approve the understanding of the process conditions to avoid extremely high concentration of sulphate-ions. The mission with this work and the measurements included in the work is to put together results that show when the concentration of sulphate-ions is high. The procedure of the study has consisted in taking samples in series of four, frozen the samples and finally analyzing them by titration and pH-measurements.After 22 evaluated trial-series á four samples each from the boilers it was concluded that the concentration of sulphate-ions was the greatest in the end of this process-step. The pH was upper and the concentration of sulphate lower in the first sample. None of the data is abnormal in any way, and they are all connected and relevant to each other. In this experiment it is not possible to state if the concentration of sulphate is affected by the pH or not.

The Smurfit Kappa Piteå is Europe's largest paper mill for Kraftliner. [1] The factory contains of both a sulphate mill and a paper mill including two paper machines. In a sulphate mill, pulp is produced by boiling wood chips with liquor that contains active chemicals such as Na2S and NaOH. There is a cost saving in chemical recycling instead of replacing used chemicals with new ones. In order for boiling pulp and have the process of recycling of chemicals to work optimally, the various liquids must maintain certain values and concentrations. It takes a lot of time and resources when the operators have to do it manually, and therefore the process owner has invested in a process analyzer that is physically connected to the pipes where the chemicals pass to automatically take out samples and analyze them. However, the analyzer has very big problems with crystallization of transportation pipes, valves that get stuck, and the only unit that provides information about the problems is a HMI-display located next to the factory's soda boiler. This place next to the soda boiler is an unpleasant area to stay at. That is one of the reasons that it often takes a long time from the analyzer encounters a problem until someone discovers the problem and contacts the accurate service department to fix the problem. The availability of the analyzer thus needs to be developed. The analyzer had its own PLC with control signals for valves and sensors. Those signals were picked out and sent through a PROFIbus DP to the operators ordinary control system ABB 800Xa. Also, a process image of the analyzer was designed and a number of functions for detecting and reporting problems were implemented. Each valve and sensor received its own faceplate with associated alarms. Now the operators could, with this user-friendly system, more quickly detect problems and address them to the right maintenance department. By interviewing the operators who work with the analyzer, it was made possible to measure the use of creating a new process image as a tool for troubleshooting. Many operators say in the interviews that they feel that the new process image makes them more aware of operational malfunctions of the analyzer that require action. However, some of the mechanical weaknesses in the design that cause these problems still remains, and must be fixed. / Smurfit Kappa Piteå är Europas största pappersbruk för Kraftliner. [1] De har både ett sulfatbruk och ett pappersbruk med två egna pappersmaskiner. I ett sulfatbruk tillverkas pappersmassa genom att koka träflis med vitlut som innehåller aktiva kokkemikalier såsom Na2S och NaOH. Det finns en kostnadsbesparing i kemikalieåtervinning istället för att ersätta förbrukade kokkemikalier. För att kokning av pappersmassa och återvinning av kemikalier ska fungera optimalt måste de olika vätskorna hålla vissa styrkor och koncentrationer. Det kostar tid och resurser när operatörerna gör det manuellt, därför har processägaren investerat i en processanalysator som är fysiskt ansluten till de ledningar där de viktiga kemikalierna transporteras för att automatiskt ta ut prov och analysera dessa. Analysatorn har dock problem med kristallisering av ledningar, ventiler som fastnar samtidigt som den tillhörande HMI-displayen ger knapphändig information om problemen. Därtill är HMI-displayen placerad i anslutning till fabrikens sodalutpanna, och är besvärlig att komma åt. Det tar ofta lång tid från det att analysatorn stöter på problem tills dess att någon upptäckt det, samt adresserat rätt avdelning för att avhjälpa felet. Tillgängligheten för analysatorn behövde förbättras. Analysatorns styrsignaler för dess ventiler och sensorer plockades ut och skickades via en PROFIbus DP till operatörernas ordinarie styrsystem. Därefter designades en processbild som visualiserade hur analysatorn ser ut, och ett antal funktioner för att upptäcka och rapportera problem implementerades. Varje ventil och sensor fick sin egen faceplate med tillhörande larm. Detta för att möjliggöra att operatörerna med ett användarvänligt system, snabbare upptäcka problem och adressera dem till rätt underhållsavdelning. Genom att intervjua operatörer som jobbar på det processavsnitt där analysatorn står placerad kan det konstateras att målet att designa en ny processbild, samt använda den och dess funktioner som ett verktyg för att snabbare upptäcka och adressera problem fungerar. Många operatörer säger i intervjuerna att de upplever att den nya processbilden gör dem mer uppmärksamma på driftstörningar av analysatorn som kräver åtgärder. Däremot så kvarstår en del av de mekaniska svagheter i konstruktionen som orsakar dessa problem.

A fundamental analysis performed at LKAB is the determination of the iron (II) content of the company’s iron ore products. Currently, a redox titration method using potassium dichromate as the titrator is used to determine this content. However, LKAB is considering replacing its current method due to the titrator’s harmful effects on the health and the environment. The purpose of this study is to compare different redox titration methodsvalidation parameters, to find the most suitable method for the determination of the iron (II) content. The titrators in focus for this study is potassium dichromate, cerium (IV) sulphate and potassium permanganate. Several experiments were performed to compare the three titration methods. The validation parameters determined for each method were precision, accuracy, linearity, LOD, LOQ and robustness. The titration error was also calculated. The results showed that the redox titration with potassium dichromate as the titrator had the highest accuracy at 98.95 %, while the redox titration with cerium (IV) sulphate as the titrator had the best precision at 0.099 % (for samples with a similar matrix as LKAB’s iron ore products). Based on the acquired results, it was concluded that LKAB’s current method is the most suitable for the determination of the iron (II) content in LKAB’s iron ore products. The redox titration method using cerium (IV) sulphate as a titrator is a good competitor, butdue to the method’s slightly inferior accuracy and vague end point, it fails to outcompeteLKAB’s current method. / En grundläggande analys som utförs på LKAB är fastställandet av järn (II)-halten i företagets järnmalmsprodukter. För närvarande används en redox-titreringsmetod med kaliumdikromat som titrator för bestämmelsen av denna halt. LKAB överväger dock att byta ut sin nuvarande metod på grund av titratorns hälso- och miljöfarliga effekter. Syftet med denna studie är att jämföra olika redox-titreringsmetoders valideringsparametrar, för att hitta den mest lämpligaste metoden för fastställandet av järn (II)-halten. De titratorer som studeras är kaliumdikromat, cerium (IV) sulfat och kaliumpermanganat. Flertalet experiment utfördes, för att kunna jämföra de tre titreringsmetoderna med varandra. De valideringsparametrar som bestämdes för vardera metoden var precision, noggrannhet, linjäritet, LOD, LOQ och robusthet. Titrerfelet beräknades också. Resultaten visade att redox-titrering med kalimdikromat som titrator hade högst noggrannhet på 98,95 %, medan redox-titrering med cerium (IV) sulfat som titrator hade bäst precision på 0,099 % (för prover med liknande matris som LKAB:s järnmalmsprodukter). Utifrån de resultat som erhölls så drogs slutsatsen att LKAB:s nuvarande metod är den mest lämpligaste för fastställandet av järn (II)-halten i företagets järnmalmsprodukter. Redox-titreringsmetoden med cerium (IV) sulfat som titrator är en bra konkurrent, men på grund av metodens något sämre noggrannhet och otydligare slutpunkt så misslyckas den med att konkurrera ut LKAB:s nuvarande metod.

Electrical insulation papers are a widely used group of papers in insulation applications and has been used for more than 100 years. Common applications include use as the dielectric medium in capacitors and insulation material in cables, bushings and transformers. As new advances in the study of the electrical properties of paper are made, the prospects of future applications grow. One interesting prospect is the use of paper as a substrate in sensing devices, biodegradable, printed and flexible electronics. Paper is a renewable and recyclable material and it would therefor be desirable to replace non-renewables materials such as plastics with paper as e.g., substrate in printed electronics. For this to be feasible the paper must be able to meet the electric and dielectric requirements of the intended application, among which low dielectric losses is a key parameter. One way to alter and control the electric and dielectric properties of a paper sample is through the selection of different ions in the ion-exchange step of the paper making process. In a collaboration between KTH Royal Institute of Technology and RISE - Research Institutes of Sweden AB working within a greater Digital Cellulose Center (DCC) project, this thesis aims to measure and characterise the dielectric response of a set of novel ion-exchanged paper samples together with a set of reference papers currently used in electrical applications. The greater goal of RISE work is to understand and map the influence of ion choice in order to better understand and control the dielectric properties of paper. The samples were measured using an impedance spectroscopy method from which capacitance and permittivity can be calculated. A parallel plate Kelvin guard-ring capacitor consisting of two electrodes and a guard ring placed in a custom made climate controlled chamber was used to measure the samples in different environmental conditions. The results show that the choice of ion used in the ion-exchanged papers heavily influence the samples dielectric response, both its dielectric constant and dielectric losses. Further, the choice of ion valence appears correlated with the change in responses; monovalent ions had much greater influence than bivalent ions. This effect appears to stem from monovalent ions having a greater mobility within the bulk material, more research is however needed for a definite answer. / Elektriska isoleringspapper är en flitigt använd grupp av papper i isoleringsapplikationer och har använts i mer än 100 år. Vanliga applikationsområden inkluderar användning som dielektriskt medium i kondensatorer och isoleringsmaterial i kablar, genomföringar och transformatorer. I takt med att nya framsteg görs inom olika pappers elektriska egenskaper växer utsikterna för framtida tillämpningar. En intressant möjlighet är användningen av papper som substrat för sensorer, biologiskt nedbrytbar, tryckt och flexibel elektronik. Papper är ett förnybart och återvinningsbart material och det vore därför önskvärt att ersätta icke förnybara material som plast med papper som t.ex. substrat i tryckt elektronik. För att detta ska vara genomförbart måste papperet kunna uppfylla de elektriska och dielektriska kraven för den avsedda applikationen, bland vilka låga dielektriska förluster är en nyckelparameter. Ett sätt att ändra och kontrollera de elektriska och dielektriska egenskaperna hos ett pappersprov är genom valet av olika joner i jonbytessteget i papperstillverkningsprocessen. I ett samarbete mellan KTH Kungliga Tekniska Högskolan och RISE Research Institutes of Sweden AB som arbetar inom ett större Digital Cellulose Center-projekt, syftar denna avhandling till att mäta och karakterisera den dielektriska responsen hos en uppsättning nya jonbytta pappersprover tillsammans med en uppsättning referenspapper. Det övergripande målet i RISE arbete är att förstå och kartlägga påverkan av jonval för att bättre förstå och kontrollera pappers dielektriska egenskaper. Proverna mättes med en impedansbaserad mätmetod från vilken kapacitans och permittivitet kan beräknas. En Kelvin plattkondensator bestående av två elektroder och en skyddsring placerad i en skräddarsydd klimatkontrollerad kammare användes för att mäta proverna under olika miljöförhållanden. Resultaten visar att valet av jon som används i jonutbytet kraftigt påverkar provets dielektriska respons, både dess dielektriska konstant och dielektriska förluster. Vidare verkar valet av jonvalens vara korrelerat med förändringen i frekvenssvar; envärda joner hade mycket större inflytande än tvåvärda joner. Denna effekt verkar bero på att envärda joner har en större rörlighet inom bulkmaterialet, mer forskning krävs dock för ett definitivt svar.