Bättre styrning av processen vid tillverkning av MDF-board
Vid tillverkning av träfiberskivor, till exempel MDF, Medium Density Fibreboard, förekommer en rad processer där träfibrer transporteras i luft eller ånga. För att få god kvalitet på produkten, undvika onödiga utsläpp av miljöfarliga ämnen samt minimera energiåtgången vid produktionen krävs bland annat att man har god kontroll på fiberflödet. Olof Melander har i ett doktorsarbete på Chalmers utvecklat modeller för att studera dessa processer.
När fibrerna limmas vill man att limmet fördelas jämnt över fibrerna. Om limmet är ojämnt fördelat på grund av koncentrationsvariationer i fiberflödet måste limmängden överdoseras, vilket leder till ökad last på miljön i form av utsläpp till luft och vatten.
När fibrerna torkas vill man utnyttja torken och torkluften maximalt, dels för att reducera energiåtgången, dels för att minska anläggningskostnaden för torken.
När fibern formas till en matta för att sedan pressas till skivor krävs god kontroll på fiberflödet för att undvika ytviktsvariationer i längd- och tvärled på skivorna. Allt detta kräver kunskap om hur fibern samverkar med flödet av luft eller ånga och om hur man kan utnyttja detta för att åstadkomma optimala processbetingelser.
Forskningen har syftat till att öka förståelsen för hur gas och fiber samverkar; vilka krafter som påverkar fibern när den rör sig i gasflödet samt hur man kan modellera detta.
Fibrer har en tendens att haka i varandra och bilda flockar när de kolliderar, vilket påverkar hur gasen och fibrerna samverkar. En viktig del i forskningsarbetet har därför varit att undersöka vid vilka betingelser flödet kan betraktas som ett flöde av gas och enskilda fiberpartiklar samt vid vilka betingelser det skall betraktas som ett flöde av gas och fiberflockar.
– Ett antal modeller för flödena har tagits fram. För att kunna verifiera att de modeller som använts ger resultat som överensstämmer med verkligheten har vi också utarbetat laserbaserade metoder för att mäta hastighet och koncentration, säger Olof Melander.
Ett viktigt resultat från detta arbete är den kartering av flöden, flock eller enskild fiber, som har genomförts för två olika fibertyper som används vid fiberskivetillverkning. Ett annat viktigt resultat är att lyftkrafter, som uppkommer till följd av fiberns långsmala form, har påvisats ha betydelse för spridningen av fibrer i gasflödet. Ett förslag till hur man kan inkludera effekten av dessa i en matematisk modell ges också.
Olof Melanders avhandling har titeln ”Fluid dynamics and flow structures of wood fibres suspended in gas flows”.
Olof Melander har varit industridoktorand på Institution för kemi- och bioteknik, Avdelningen för kemisk apparat- och anläggningsteknik på Chalmers.
Kontaktinformation
Mer information:
Olof Melander, Metso Paper Sundsvall AB, tel:060-165837,
070-328 7021, e-post: olof.melander@metso.com
Handledare:
Professor Anders Rasmuson, Avdelningen för kemisk apparat- och anläggningsteknik vid Institutionen för kemi- och bioteknik på Chalmers, tel 031-772 2940, e-post: rasmuson@chalmers.se
