TILANNE: Loppuraportti on saatu, katso liite Mustalipeän_ei-Newtonilaisuus_final_26022015.docx. Julkaistaan Lipeätyöryhmän syksyn kokouksen jälkeen.

TAUSTA: On tiedossa että vahva mustalipeä ei ole Newtoniaalinen neste, jolloin viskositeetti riippuu mm. lämpötilan ja kuiva-aineen lisäksi myös leikkausnopeudesta. Ei-newtonilainen mustalipeä käyttäytyy pseudoplastisesti, eli leikkausohenevasti joilloin viskositeetti pienenee leikkausnopeutta kasvatettaessa. Pienellä leikkausnopeudella viskositeetti on erittäin suuri, mutta kun leikkausnopeus kasvaa, niin viskositeetti laskee vakiotasolle. Ainakin pisaroitumisessa ja haihduttimissa esiintyy pieniä leikkausnopeuksia. Asiaa ei kuitenkaan ole merkittävästi tutkittu, koska sopivia paineistettuja helppokäyttöisiä mittalaitteita ei ole ollut yleisesti saatavilla. Tietoa mustalipeän ei-Newtonilaisuudesta saatavilla ainostaan alhaisille kuiva-aineille ja lämpötiloille.

TAVOITE: Projektin tuloksena saadaan tietoa erilaisten lipeiden ei-Newtonilaisesta käyttäytymisestä sekä vaikutuksesta soodakattilan toimintaan, erityisesti mustalipeän ruiskutukseen. Samalla pyritään arvioimaan myös vaikutusta putkivirtauksiin, pumppuihin sekä haihduttamoon.

HYÖDYT:

• Kuiva-ainepitoisuutta kohotetaan -> ei-Newtonilaisuus lisääntyy -> tarvitaan lisää ymmärrystä prosessin eri vaiheissa
• Voidaan soveltaa ruiskun mallia ja pisaramalleja uusiin mustalipeisiin esim. kuiva-aineen funktiona
• Lopullinen hyöty esim. CFD:n kautta tai akuutissa ongelman ratkaisussa – Tietämys viskositeetti-ilmiöistä ja laitteista lisääntyy

TEHTÄVÄT: Kokeelliset mittaukset tehdään Labtiumissa. Aalto Yliopisto vastaa tulosten raportoinnista ja tulosten liittämisestä soodakattilan toimintaan.

• Kirjallisuuskatsaus, mitä tiedetään jo (Aalto)
• Paineellisen näytteenottolaitteen rakentaminen joka estää kiehumisen (Aalto)
• Näytteiden otto, 4 lipeää (Labtium)
• Viskositeetit ym. määritykset (Labtium)
• On-line kapillaariviskometri (putki+painemittaus, Aalto)
• Tulosten vertailu, muuttuiko jotain (Labtium/Aalto)
• Julkaisu (Labtium/Aalto)

Tutkimus toteutetaan neljällä erilaisella lipeällä; lehtipuu-, havupuu-, seka- ja eukalyptuslipeällä. Kussakin tapauksessa viskositeettimittaus tehdään viidessä eri lämpötilassa: 1. Tehtaan ruiskutuslämpötilassa 2. Lämpötiloissa 120 °C, 135 °C, 140 °C ja 150 °C. (135°C on vertailulämpötila, josta on jo olemassa dataa Soodakattilayhdistyksen edellisestä viskositeettityöstä) On todennäköistä, että lipeiden ei-Newtonilaisuutta selittää jokin mustalipeän erityinen ominaisuus. Tämän takia kustakin lipeästä määritetään: Kuiva-aine, tuhka, Na, K, S, Cl, C, H, N (Kjeldahl), sulfaatti, sulfidi, karbonaatti, jäännösalkali, oksalaatti, lämpöarvot (kalorimetrinen ja tehollinen) sekä 11 metallia (Zn, Fe, Si, Mn, Mg, V, Cu, Al, Ca, P, ja Ba), epäorgaanisen/orgaanisen aineen suhde ja polysakkaridit

Projektiin ehdotetut tehtaat: Tehtaat: Rauma (havu), Kymi (seka), Veitsiluoto (lehti), Andritz (euca)

Tarkempi selvitys projektiehdotuksesta on liitteenä