NO310279B1 - Fremgangsmåte ved kvalitetssortering av massevirke - Google Patents
Fremgangsmåte ved kvalitetssortering av massevirke Download PDFInfo
- Publication number
- NO310279B1 NO310279B1 NO19983024A NO983024A NO310279B1 NO 310279 B1 NO310279 B1 NO 310279B1 NO 19983024 A NO19983024 A NO 19983024A NO 983024 A NO983024 A NO 983024A NO 310279 B1 NO310279 B1 NO 310279B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- bundle
- average
- wood
- weighted
- mean
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 37
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 116
- 239000002023 wood Substances 0.000 claims description 62
- 241000218657 Picea Species 0.000 claims description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 10
- 241000894007 species Species 0.000 claims description 9
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 20
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 11
- 229920001131 Pulp (paper) Polymers 0.000 description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M sodium hydroxide Inorganic materials [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 9
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 8
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 8
- 235000008331 Pinus X rigitaeda Nutrition 0.000 description 7
- 241000018646 Pinus brutia Species 0.000 description 7
- 235000011613 Pinus brutia Nutrition 0.000 description 7
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 6
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 4
- 238000010411 cooking Methods 0.000 description 4
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 4
- 235000011121 sodium hydroxide Nutrition 0.000 description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 238000000611 regression analysis Methods 0.000 description 3
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 3
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000446313 Lamella Species 0.000 description 2
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 description 2
- 210000002421 cell wall Anatomy 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 2
- 239000002655 kraft paper Substances 0.000 description 2
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000011122 softwood Substances 0.000 description 2
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 description 2
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-L sulfite Chemical compound [O-]S([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920003043 Cellulose fiber Polymers 0.000 description 1
- 229920002488 Hemicellulose Polymers 0.000 description 1
- 229920002522 Wood fibre Polymers 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 239000004480 active ingredient Substances 0.000 description 1
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 230000009172 bursting Effects 0.000 description 1
- LVGQIQHJMRUCRM-UHFFFAOYSA-L calcium bisulfite Chemical compound [Ca+2].OS([O-])=O.OS([O-])=O LVGQIQHJMRUCRM-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 235000010260 calcium hydrogen sulphite Nutrition 0.000 description 1
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 1
- 235000012255 calcium oxide Nutrition 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011121 hardwood Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 1
- 238000010297 mechanical methods and process Methods 0.000 description 1
- 230000005226 mechanical processes and functions Effects 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- GRVFOGOEDUUMBP-UHFFFAOYSA-N sodium sulfide (anhydrous) Chemical compound [Na+].[Na+].[S-2] GRVFOGOEDUUMBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000010025 steaming Methods 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 230000000930 thermomechanical effect Effects 0.000 description 1
- 239000010876 untreated wood Substances 0.000 description 1
- 239000002025 wood fiber Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
- B07C—POSTAL SORTING; SORTING INDIVIDUAL ARTICLES, OR BULK MATERIAL FIT TO BE SORTED PIECE-MEAL, e.g. BY PICKING
- B07C5/00—Sorting according to a characteristic or feature of the articles or material being sorted, e.g. by control effected by devices which detect or measure such characteristic or feature; Sorting by manually actuated devices, e.g. switches
- B07C5/04—Sorting according to size
- B07C5/12—Sorting according to size characterised by the application to particular articles, not otherwise provided for
- B07C5/14—Sorting timber or logs, e.g. tree trunks, beams, planks or the like
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/46—Wood
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Forests & Forestry (AREA)
- Paper (AREA)
- Apparatuses For Bulk Treatment Of Fruits And Vegetables And Apparatuses For Preparing Feeds (AREA)
Description
Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte som angitt i krav ls ingress, for beregning av sorteringsvariabler for trevirke, samt en fremgangsmåte som angitt i krav 11 og 12, for sortering av trevirke.
Oppfinnelsens bakgrunn
Som råmateriell for papir tjener masse, tremasse og cellulose, som her i landet i hovedsak fremstilles av barved,
gran og furu. Veden og trærne består av ulike typer kompo-nenter som gitt i tabell 1 under.
Ved består, som alt levende materiale, av celler. Cellulo-sen, som er oppbygget av sukkermolekyler, er det egentlige cellestoff som vedfibrenes cellevegger består av. Hemicel-lulose er nært beslektet med cellulose, men er bygget opp av enklere sukkerarter. Disse cellene ligger i hovedsak i treets lengderetning og er lange og tynne, omtrent som hule rør. I gran eller furu kalles disse trakeider (eller fi-
bre) , og de er bundet sammen i en fast struktur ved hjalp av lignin som kan betraktes som et slags kitt som fyller ut mellomrommene i og mellom fibrene og binder disse sammen. Sjiktet mellom cellene kalles midtlamellen.
Når trakeidene i veden frilegges kalles de fibre, og den resulterende blanding kalles masse. Denne frileggingen kan skje enten mekanisk eller kjemisk, eller ved såkalt halv-kjetniske metoder som ikke behandles heri.
Ved den mekaniske prosess tvinges fibrene fra hverandre ved at midtlamellen eller det ytterste av fiberveggen brister. Dette gjøres for eksempel ved å presse veden mot en slipe-stein med ru overflate samtidig som den tilsettes vann. Fibrene vil slites fra hverandre, og den resulterende masse, tremasse eller også kalt slipemasse, inneholder således alle vedens bestanddeler. Mekanisk massefremstil-ling utsetter veden for en relativt hardhendt behandling, og det er ikke mulig å skille de enkelte celler skånsomt fra hverandre. I mekanisk masse vil fibrene derfor bestå dels av enkeltceller, dels av cellebunter og deler av enkeltceller. Cellebuntene eller fiberbuntene kan bli så store at de må betraktes som mindre og større flis.
Den kjemiske metode er en mer skånsom prosess hvori man søker å frigjøre cellulose i veden ved å koke veden med væsker. Disse væsker løser opp bindemidlet (ligninet) mellom de enkelte celler slik at disse foreligger som cellulosefibre i den ferdige masse, som kalles cellulose. Denne avluting kan utføres ved koking med sur eller alka-lisk løsning.
Den sure metode består i at man koker veden med en syre, oftest kalsiumbisulfitt-løsning, og produktet blir den hvite sulfittcellulose.
Den alkaliske metode, sulfatmetoden, består i at veden kokes (rundt 150 - 170°C og høyt trykk) med en lut hvis virksomme bestanddeler er kaustisk soda og natriumsulfid. Kokeluten kan gjenvinnes ved å dampe inn og forbrenne den brukte luten, svartluten. Under gjenvinningsprosessen utsmeltes, oppløses og kaustiseres kjemikaliene med brent kalk til ny kokelut, hvitlut. Tap av kjemikalier under prosessen dekkes ved tilsats av natriumsulfat, hvilket har gitt opphav til prosessens navn. Sulfatcellulosen gir et sterkere papir enn sulfittcellulosen og kalles derfor også kraftmasse og papiret fremstilt derav for kraftpapir.
Som beskrevet ovenfor, vil kjemiske og mekaniske masser ha ulike egenskaper, men begge massetypene vil avhenge av veden de er laget av. Ytterligere inneholder all masse i tillegg til fibre også en del vann. Fiberandelen i massen kan variere i området 1 - 90 %, hvilket påvirker massens karakter. Masseegenskapene styres med andre ord av egenskaper ved fibrene massen består av.
Med "masseegenskaper" menes heri samspillet mellom fibrene, det være seg i form av slitestyrke, arkdensitet, rivstyrke, porøsitet, opasitet, overflateegenskaper etc.. Med "fiberegenskaper" menes heri fibrenes fysiske egenskaper så som lengde, bredde, fiberveggtykkelse, form (om de er rette eller krøllete) etc.
Ved produksjon av papir kan man for eksempel blande flere massetyper (kjemisk og mekanisk, fra ulike produsenter, løvtremasser og bartremasser) for å få det papiret man ønsker. Imidlertid spenner papirproduksjon over alt fra det fineste silkepapir til grov kartong. Papirprodusentenes krav til massekvalitet vil derfor være svært varierende og til dels svært spesifikk. For masseprodusentene er det derfor ønskelig å kunne skreddersy massen for den enkelte kunde. Skal massekvaliteten kunne styres, er det en forut-setning at virkesråvaren sorteres i klasser med mer defi-nert fiberkvalitet.
Masse er et fibermateriale hvis viktigste særtrekk er materialets bindende egenskaper, altså fiberens evne til å sammenføyes til holdbare papirark etter tørking. Massens partikler må være i besittelse av sammenfiltringsevne for å hindre at arket smuldrer etter tørking. Et sterkt ark er med andre ord et ark hvori fibrene binder seg tett sammen. Faktorer som innvirker vesentlig på papirstyrke; dvs. fibermaterialets sammenfiltrings- eller arkdannende egenskaper, er bl.a. fiberlengde og fiberveggtykkelse [Din-woodie, J.M., 1965, The Relationship Between Fiber Morpho-logy and Paper Properties: A Review of Literature, Tappi, 48 ( 8), 440-447] .
Fiberlengde
Fiberlengde er avgjørende i kraft av at en minimumslengde av fibrene er nødvendig for å oppnå binding.
For den langfibrete sulfatmasse er nettopp fiberlengden en av de viktigste egenskapene. Sulfatmasse anvendes bl.a. som armeringsmasse, hvilket benyttes for å styrke for eksempel avispapir som i hovedsak består av mekanisk masse. Den mekaniske masse er relativt svak og gis tilstrekkelig styrke ved tilsats av sulfatmassens lange fibre, omtrent som når man legger armering i betong. Dessuten påvirker fiberlengden massens målbarhet.
Lange fibre er best egnet for armeringsmasse for avis og ved fremstilling av f.eks. kartong, mens korte fibre gir lettmalte masser og passer best for armering av trefritt papir (inneholder ikke mekaniske masser), så som kopipapir.
Fiberveggtykkelse
Fiberveggtykkelse er bestemmende for fiberens fleksibili-tet, for eksempel fiberens evne til å kollapse under tør-king. Tynnveggede fibre (vårved) er mer fleksible og vil kunne presses sammen slik at kontaktflaten mot andre fibre blir større, hvilket resulterer i god binding og følgelig et sterkere ark. Fiberveggtykkelse er således avgjørende for massens målbarhet (i enda større grad enn fiberlengde).
Dessuten er fiberveggtykkelsen bestemmende for fiberens
spesifikke overflateareal og har således en viss betydning for lysspredning, og følgelig også opasitet, for det resulterende ark. For eksempel er det for mekanisk masse vist at avtakende fiberveggtykkelse gir økende lysspredning [Knut Roar Braaten, "Voksested og virkesegenskapers innvirkning
på termo-mekanisk masse. Klassifisering av massevirke for jevnere TMP-kvalitet", Doctor Scientarum Theses 1996:27, NLH, Norge].
Tynnveggede fibre er godt egnet for skrive- og trykkpapir, mens tykkveggede fibre er godt egnet for kartong og gene-relt produkter med krav til porøsitet, f. eks. sementsekker hvor luft må kunne strømme gjennom papirmaterialet.
Ved produksjon av masse er dessuten basisdensitet en viktig faktor. Basisdensiteten er vedens tetthet og bestemmes blant annet av andelen tidligved (vårved) og senved (sommerved) kvalitet. Varierende sommervedsandel er den viktigste årsaken til variasjon i basisdensitet idet tidligveden (vårveden) har store celler (trakeider) med tynne vegger, dvs. mye hulrom mens senveden (sommerveden) har mindre celler med tykkere cellevegger, dvs. andel hulrom er mindre.
Basisdensitet er altså ingen fiberegenskap og har således liten innvirkning på papiregenskaper som sådan, men utviser imidlertid noe samvariasjon med fiberlengde og fiberveggtykkelse (se under). Imidlertid er basisdensitet bestemmende for forbruk av ved ved fremstilling av masse (antall m<3 >virke som trengs per produsert tonn masse). For en masse-produsent som kjøper veden etter volum og selger produktet etter vekt, vil denne således representere en viktig økono-misk parameter. Dessuten vil trevirke med tilnærmet lik basisdensitet som føres inn til en raffinør/koker gi mer stabile driftsbetingelser. Både ved raffinering og koking av trevirke satses det energi/kokekjemikalier i forhold til vedens tørrvekt som er gitt av basisdensiteten. Svingninger i basisdensitet skjer normalt så raskt at det i dag ikke er mulig å kompensere for disse ved å endre energi/kjemika-lietilsats. En stabil basisdensitet i trevirket vil derfor gi riktig satsingsforhold for energi/kjemikalier og bedre massekvalitet.
Samvariasjon mellom fiberlengde, fiberveggtykkelse og basisdensitet
Fiberlengde, fiberveggtykkelse og basisdensitet samvarierer i noen grad. For både gran og furu har de tre egenskapene en tendens til å øke med hverandre, hvilket for eksempel vil si at økende basisdensitet gir økende fiberlengde og fiberveggtykkelse, eller at økende fiberveggtykkelse gir økt basisdensitet og fiberlengde. Sammenhengen er imidlertid ikke entydig. I Norske Skogs virkesprosjekt (se under) ble det for gran funnet at basisdensitet og fiberlengde forklarer hverandres variasjon med 16%, basisdensitet og fiberveggtykkelse med 43% og fiberlengde og fiberveggtykkelse med 33%. For furu er tallene for basisdensitet og fiberlengde 43%, basisdensitet og fiberveggtykkelse 61% og fiberlengde og fiberveggtykkelse 25%.
Teknikkens stand
Masseprodusenter har tidligere ikke kunnet styre råvare inn i produksjon systematisk. Man har kunnet foreta en form for grovsortering ved å separere med hensyn på treslag og skille f.eks. toppvirke fra rotvirke fordi man erfarings-messig vet at fiberegenskaper varierer i ulike treslag og ulike deler av trevirket. En slik sortering kan imidlertid ikke styres etter mengdebehovet for de ulike virkes-sortimentene.
Det er derfor ønskelig med en fremgangsmåte som enkelt og systematisk kan bestemme variabler som er avgjørende for masse- eller produksjonsegenskapene.
Fiberlengde, fiberveggtykkelse og basisdensitet kan måles, men per i dag er dette begrenset til labmålinger som ikke kan utføres online, dvs. direkte på virket. Foreliggende oppfinnelse vedrører således en fremgangsmåte for beregning av midlere verdi for en variabel som er avgjørende for papiregenskaper. Fremgangsmåten er særpreget ved det som fremgår av krav ls karakteriserende del og ytterligere trekk fremgår av krav 2-10. Fremgangsmåten for sortering av massevirket er særpreget ved det som er angitt i krav 11 og 12.
Med "bunt" menes heri alt fra enkeltstokker til, som vist i figur 1, en stabel tømmer oppå hverandre på en jernbanevogn eller en bil, hvilken stabel er av en dimensjon som er vanlig ved transport. Det kan være flere bunter på en bil med henger eller en jernbanevogn. Bunten skal betraktes som en enhet. Figur 1 viser i alt 5 bunter: 2 på jernbanevogn og 3 på bil med henger.
Beregningsgrunnlaget er basert på et omfattende kart-leggingsprosjekt, det såkalte Virkeprosjektet, som pågikk i tidsrommet 1991-1996. Det ble utlagt 424 prøveflater i Norske Skogs viktigste virkes-fangstområder. Prøveflatene ble med hjelp av Skogeier-foreningen utlagt slik at de skulle representere et visst kvantum virke, og de aller fleste ble utvalgt fra pågående drifter. Når en passende flate var funnet, ble skogeieren forespurt om han/hun ville la sine trær inngå i undersøkelsen. Deretter ble bestands-data og tredata registrert og 5 trær ble tilfeldig trukket ut fra bestandet, totalt over 2000 trær. En stammedel fra toppen, en fra midten og en fra rotdelen fra hver av disse fem trærne ble pakket i kasser og transportert til Tofte. Deretter ble alle prøvene målt og undersøkt, og fra hver flate ble det kokt 2 masser, en fra toppstokkene og en fra rot- og midtstokkene. Fiberegenskapene ble målt på disse 848 massene.
I det følgende er oppfinnelsen forklart i detalj med fiberlengde, fiberveggtykkelse og basisdensitet som valgte sorteringsvariabler. For fagmannen vil det imidlertid være åpenbart at de beskrevne fremgangsmåter vil kunne anvendes for å sortere virket med hensyn på andre variabler som innvirker på papir- og/eller produksjonsegenskaper, f. eks. fiberlengdevekt. Foreliggende oppfinnelse skal derfor forstås dithen at den også omfatter sortering med hensyn på alle slike variable.
Nærmere beskrivelse av o<p>pfinnelsen
Fiberlengde, fiberveggtykkelse og basisdensitet i ubehand-let trevirke kan ikke måles direkte, men avhenger imidlertid av en rekke faktorer så som treslag, virkes-sortiment, årringbredde eller alder, stokkdiameter, awirkningstids-punkt, bonitet, geografisk voksested (høyde over havet og breddegrad), etc, hvilke faktorer kan tilskrives en verdi og således kan legges til grunn for et sorteringssystem.
Fremgangsmåte ved bestemmelse/beregning av uavhengige og avhengige sorteringsvariabler: I henhold til foreliggende oppfinnelse bestemmes de uavhengige sorteringsvariablene på følgende måte: buntens midlere årringbredde bestemmes ved at måleren skjønnsmessig velger ut den stokk i buntens nedre del som har årringbredde lik buntens midlere årringbredde. Årring-bredden for denne stokken, og dermed for bunten, bestemmes ved å telle antall årringer innenfor 3 0 mm midt mellom marg og bark. Årring-bredden angis til nærmeste 0,5 mm (0,5; 1,0; 1,5; 2,0 etc.).
Buntens midlere stokkdiameter bestemmes på samme måte som ved ordinær FMB(FastMasse-Bedømmelse)-måling. Måleren søker ut den stokken i bunnen han/hun mener har midlere diameter og klaver eventuelt denne. Stokkdiameteren angis under bark til nærmeste hele oddetall-cm (dvs. 9; 11; 13 etc).
Høyde over havet føres av transportleder på MT(Måle- og Transport)-melding eller annen dokumentasjon som følger lasset. Voksestedets høyde over havet skal oppgis til nærmeste hele 100 m (dvs. 0; 100; 200; 300 etc).
På bakgrunn av data fra Virkesprosjektet ble det utarbeidet modeller basert på multippel regresjon for beregning av de avhengige sorteringsvariablene.
Fiberlengde:
Regresjonsanalyse viste at fiberlengden, Lwl, for trevirke fra en gitt landsdel kan uttrykkes ved midlere volumveid stokkdiameter for bunten/lasset, Dia, midlere volumveid årringbredde for bunten/lasset, Wth, og midlere høyde over havet for buntens/lassets opprinnelige voksested, Alt.
Uttrykket for beregnet midlere fiberlengde for bunten/- lasset er funnet gitt ved:
hvori
Lwl = midlere fiberlengde for bunten,
Wth = midlere volumveid årringbredde for bunten.
Dia = midlere volumveid diameter for bunten,
Alt = midlere høyde over havet for buntens opprinnelige
voksested,
A, B,
C, og D = konstanter som varierer med tresort og geografisk
voksested.
Eksempelvis er konstantene for gran fra Østlandsområdet som et 95% konfidensintervall, funnet å være: A e [2,77; 2,92]
B € [-0,253; -0,215]
C e [0,0218; 0,0267]
D £ [-0,000684; - 0,000525]
En tilsvarende modell er utarbeidet for furu og/eller andre landsdeler (Vestlandet/Trøndelag).
Det er funnet at modellen gir en svært god korrelasjon mellom beregnet og reell fiberlengde idet den forklarer 8 0% av variasjonen i fiberlengde, se figur 2 samt eksempler i det følgende. Alle parametere i modellen er signifikante på 0,05 nivå.
Med middelverdien for de enkelte sorteringsvariablene som inngang i modellen vil fiberlengde for et tømmerlass ut fra dette kunne bestemmes med en nøyaktighet på +0,254 mm.
Fiberveggtykkelse:
Regresjonsanalyse viste at fiberveggtykkelsen, Fwt, for trevirke fra en gitt landsdel kan uttrykkes ved midlere volumveid stokkdiameter for bunten/lasset, Dia, midlere volumveid årringbredde for bunten/lasset, Wth, og midlere høyde over havet for buntens/lassets opprinnelige voksested, Alt.
Uttrykket for beregnet midlere fiberveggtykkelse for bunten/lasset er funnet gitt ved:
hvori
Fwt = midlere fiberveggtykkelse for bunten,
Wth = midlere volumveid årringbredde for bunten,
Dia = midlere volumveid diameter for bunten,
Alt = midlere høyde over havet for buntens opprinnelige voksested,
A, B,
C og D = konstanter som varierer med tresort og geografisk
voksested.
Eksempelvis er konstantene for gran som et 95% konfidensintervall, funnet å være: A € [2,617; 2,767]
B € [-0,153; -0,112]
C € [0,00112; 0,00618]
D e [-0,000335; - 0,000154]
En tilsvarende modell er utarbeidet for furu og/eller andre landsdeler (Vestlandet/Trøndelag).
Det er funnet at modellene forklarer 32% av variasjonen i fiberveggtykkelse, se figur 3, og alle parametere i modellen er signifikante på 0,05 nivå.
Det kan videre sees fra formelen at minkende årringbredde, økende stokkdiameter og minkende høyde over havet for voksestedet gir mer tykkveggede fibre. Videre vil fiberveggtykkelsen være lavest i Trøndelag, høyere på Vestlandet og aller høyest på Østlandet.
Med middelverdien for de enkelte sorteringsvariablene som inngang i modellen vil fiberveggtykkelsen for et tømmerlass ut fra dette kunne bestemmes med en nøyaktighet på ±0,325 fxm.
Basisdensitet:
Regresjonsanalyse viste at basisdensiteten, Bd, for trevirke fra en gitt landsdel kan uttrykkes ved midlere volumveid stokkdiameter for bunten/lasset, Dia, midlere volumveid årringbredde for bunten/lasset, Wth, og midlere høyde over havet for buntens/lassets opprinnelige voksested, Alt.
Uttrykket for beregnet midlere basisdensitet for bunten/- lasset er funnet gitt ved:
hvori
Bd = midlere basisdensitet for bunten,
Wth = midlere volumveid årringbredde for bunten,
Dia = midlere volumveid diameter for bunten,
Alt = midlere høyde over havet for buntens opprinnelige
vokse,
A, B,
C og D = konstanter som varierer med treslag og geografisk
voksested.
Eksempelvis er konstantene for gran som et 95% konfidensintervall, funnet å være: A G [476,1; 492,4]
B E [-30,27; -25,86]
C e [-1,985; -1,438]
D e [-0,0634; - 0,0439]
En tilsvarende modell er utarbeidet for furu og/eller andre landsdeler (Vestlandet/Trøndelag).
Det er funnet at modellen forklarer 62% av variasjonen i basisdensitet, se figur 4, og alle parametere i modellen er signifikante på 0,05 nivå.
Det kan videre sees fra formelen at minkende årringbredde, stokkdiameter og høyde over havet for voksestedet alle gir høyere basisdensitet. Videre vil basisdensiteten være lavest i Trøndelag, høyere på Vestlandet og aller høyest på Østlandet.
Med middelverdien for de enkelte sorteringsvariablene som inngang i modellen vil basisdensiteten for et tømmerlass ut fra dette kunne bestemmes med en nøyaktighet på ±35,2 kg/m<3>.
På bakgrunn av ovennevnte formler kan det utarbeides tabellverk slik at verdiene enkelt kan avlese etter bestem-melse av de uavhengige sorteringsvariablene.
Fremgangsmåte ved sortering:
Etter å ha bestemt ønsket/ønskede sorteringsvariabel/- variabler ved anvendelse av ovenforgitte formler eller tabellverk, utføres sorteringen slik at trevirke med en beregnet, midlere fiberlengde, fiberveggtykkelse eller basisdensitet større enn en fastsatt grenseverdi (langfibret materiale, tykkvegget materiale eller høytett-hetsmateriale) klassifiseres som klasse 1-virke, mens trevirke med en midlere, beregnet fiberlengde, fiberveggtykkelse eller basisdensitet mindre enn den fastsatte grenseverdi (kortfibret materiale, tynnvegget materiale eller lavtetthetsmateriale) klassifiseres som klasse 2-virke. Alternativt kan flere sorterings-grenser fastsettes slik at virket, om ønskelig, kan inndeles i flere klasser.
I en ytterligere utførelsesform av oppfinnelsen kan man for virke sammensatt av flere treslag velge antall treslag man ønsker sortert.
Valg av sorteringsalternativ (hvilke treslag) og sorter-ingsgrense avhenger av hvilke mengder virke man ønsker i hver enkelt klasse og hvilke egenskaper som er ønskelig for den resulterende masse, og disse fastsettes således av fagmannen.
Alternativt kan massen skreddersys ved å blande ulike massetyper sortert med hensyn på forskjellige variabler. For eksempel kan det ved produksjon av enkelte typer papir, så som avispapir, være fordelaktig å blande langfibret masse med høy rivstyrke med mekanisk masse av tynnveggede fibre med høy opasitet.
Et annet aspekt ved fremgangsmåten er at de uavhengige variablene midlere volumveid årringbredde for bunten og midlere volumveid diameter for bunten også vil kunne bestemmes automatisk ved hjelp av for eksempel computer-scanning, eller ved anvendelse av egnede sensorer e.l..
Et videre aspekt ved foreliggende oppfinnelse er at denne kan anvendes ved sortering av trevirke for andre bruksformål enn masseproduksjon, så som trelast, møbelin-dustri o . 1..
Eksempel
Eksemplet i det følgende er ment å ytterligere beskrive oppfinnelsen uten å begrense denne.
Sammenlikning av sulfatmasser fremstilt fra virke sortert etter beregnet fiberlengde
En båtlast med granvirke (rundvirke) ble i følge oppfinnelsen sortert i to klasser; dvs. for hver bunt på båten ble midlere volumveid stokkdiameter og midlere volumveid årringbredde bestemt, midlere høyde over havet for voksestedet rapportert og fiberlengden beregnet ved hjelp av regresjonsuttrykket ifølge oppfinnelsen. Sorteringsgrensen var satt til på 2,6 mm.
Det ble tatt ut 20 representative stokker fra hver av de to klassene slik at man hadde ett utvalg virke med lange fibre, klasse 1-virke, og ett utvalg virke med korte fibre, klasse 2-virke. Klasse 1-virket var kjennetegnet ved store stokkdiametere, smale årringer og en stor andel moden ved. Klasse 2-virket var kjennetegnet ved små stokkdiametere, brede årringer og høy andel ungdomsved.
De to virkesklassene ble hugget til flis og kokt i labora-torium til samme kappatall (32), og massen ble testet med hensyn på fiber- og papirtekniske egenskaper.
Resultater for en del slike egenskaper er gitt i tabell 3 under.
Når det gjelder fiberegenskaper, sees det klart fra tabellen at klasse 1-virket har klart lengre fibre enn klasse 2-virket; forskjellen er på hele 0,4 mm.
Fra tabellen ser man også at den langfibrete klasse 1-massen også har mer tykkveggete fibre, dvs. større fiberveggtykkelse, hvilket viser at fremgangsmåten prinsipielt også fungerer ved sortering med hensyn på denne variabelen (se over om samvariasjon). Imidlertid finjusteres sortering av masse med hensyn på fiberveggtykkelse ved anvendelse av ovenforgitte ligning for denne variabelen.
Dessuten er fiberlengdevekt og fiberantall klart forskjel-lig for de to massetypene, hvilket viser at fremgangsmåten prinsipielt også fungerer for disse variablene, men de foretrukne konstanter A, B, C og D, er ikke oppgitt heri.
Ytre fiberdiameter for de to massetypene er imidlertid omtrent den samme.
Ovenfornevnte forskjeller i fiberegenskaper vil gi en klasse 1-masse som er mer tungmalt og med høyere rivstyrke enn klasse 2. Det kan tydelig sees fra tabell 3 at dette er tilfellet. Ved samme maleintensitet har klasse 1 lavere arkdensitet og følgelig også lavere slitstyrke enn klasse 2, hvilket i hovedsak skyldes forskjellen i fiberlengdevekt og fiberveggtykkelse da tykkveggete fibre må bearbeides mer for å gi samme arkdensitet som tynnveggete fibre. Ytterligere har klasse 1 betraktelig bedre rivstyrke enn klasse 2, enten man sammenligner ved samme arkdensitet eller samme slitstyrke, hvilket i hovedsak skyldes de lengre fibrene i klasse 1-massen.
Totalt sett ga sortering av virke i to klasser etter beregnet midlere fiberlengde en klar forskjell i fiberlengde mellom klassene og følgelig en vesentlig forskjell i rivstyrke. Fiberveggtykkelsen ble også påvirket gjennom sorteringen slik at den langfibrete masse også hadde den største fiberveggtykkelse og dermed var mest tungmalt. Sorteringen ga følgelig to virkesklasser, karakterisert ved at den ene ga en tungmalt masse med lange, tykkveggete fibre og høy rivstyrke. Den andre ga en lettmalt masse med kortere, mer tynnveggete fibre.
Claims (12)
1. Fremgangsmåte ved beregning av sorteringsvariabler for trevirke, hvilken fremgangsmåte er karakterisert ved at variablene for en enkeltstokk eller en større bunt beregnes ved et treslag-og landsdelspesifikt regresjonsuttrykk omfattende midlere volumveid årringbredde for en bunt/lass, midlere volumveid diameter for en bunt/lass, midlere høyde over havet for en bunts/lass sitt opprinnelige voksested.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at midlere fiberlengde for bunten beregnes på grunnlag av uttrykket:
hvori
Lwl = midlere fiberlengde for bunten,
Wth = midlere volumveid årringbredde for bunten,
Dia = midlere volumveid diameter for bunten,
Alt = midlere høyde over havet for buntens opprinnelige
voksested, og
A, B, C og D er konstanter som varierer med treslag og geografisk voksested.
3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at konstantene A, B, C og D for gran fra Østlandsområdet som et 95% konfidensintervall, er: A G [2,77; 2,92] B G [-0,253; -0,215] C G [0,0218; 0,0267] D G [-0,000684; -0,000525]
4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at midlere fiberveggtykkelse for bunten beregnes på grunnlag av uttrykket:
hvori
Fwt = midlere fiberveggtykkelse for bunten,
Wth = midlere volumveid årringbredde for bunten,
Dia = midlere volumveid diameter for bunten,
Alt = midlere høyde over havet for buntens opprinnelige
voksested, og
A, B, C og D er konstanter som varierer med treslag og geografisk voksested.
5. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at konstantene A, B, C og D for gran fra Østlandsområdet som et 95% konfidensintervall, er: A G [2,617; 2,767] B G [-0,153; -0,112] CG [0,00112; 0,00618] D G [-0,000335; - 0,000154].
6. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at midlere basisdensitet for bunten beregnes på grunnlag av uttrykket:
hvori Bd = midlere basisdensitet for bunten,
Wth = midlere volumveid årringbredde for bunten,
Dia = midlere volumveid diameter for bunten,
Alt = midlere høyde over havet for buntens opprinnelige
voksested, og
A, B, C og D er konstanter som varierer med treslag og geografisk voksested.
7. Fremgangsmåte ifølge krav 6, karakterisert ved at konstantene A, B, C og D for gran fra Østlandsområdet som et 95% konfidensintervall, er: A e [476,1; 492,4] B e [-30,27; -25,86] C e [-1,985; -1,438] D S [-0,0634; - 0,0439] .
8. Fremgangsmåte ifølge krav 1-7, karakterisert ved at en måler bestemmer midlere volumveid årringbredde ved å skjønnsmessig velge ut en stokk i buntens nedre del, hvilken stokk har buntens midlere årringbredde, og telle antall årringer.
9. Fremgangsmåte ifølge krav 1-7, karakterisert ved at en måler bestemmer midlere volumveid diameter ved å skjønnsmessig velge ut en stokk i buntens nedre del, hvilken stokk har buntens midlere diameter, klave denne og angi stokkdiamter under bark til nærmeste hele oddetall (dvs. 9; 11; 13 etc).
10. Fremgangsmåte ifølge krav 1-7, karakterisert ved at voksestedets høyde over havet angis til nærmeste hele 100 m (dvs. 0; 100; 200;
300) .
11. Fremgangsmåte ved sortering av trevirke, hvilken fremgangsmåte er
■ ■ • • : •;. '.' i karakterisert ved at virket sorteres i klasser basert på en beregnet midlere variabel for en enkeltstokk eller en større bunt, hvilken variabel innvirker på papir- og/eller produksjonsegenskaper.
12. Fremgangsmåte ifølge krav 12, hvilken fremgangsmåte er karakterisert ved at variablene er fiberlengde, fiberveggtykkelse og/eller basisdensitet.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NO19983024A NO310279B1 (no) | 1997-07-04 | 1998-06-29 | Fremgangsmåte ved kvalitetssortering av massevirke |
FI981534A FI115976B (fi) | 1997-07-04 | 1998-07-02 | Menetelmä massapuun laatulajittelun yhteydessä |
SE9802396A SE521560C2 (sv) | 1997-07-04 | 1998-07-03 | Förfarande vid kvalitetssortering av trävirke och användning av förfarandet |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NO973124A NO973124D0 (no) | 1997-07-04 | 1997-07-04 | Fremgangsmåte ved kvalitetssortering av massevirke |
NO19983024A NO310279B1 (no) | 1997-07-04 | 1998-06-29 | Fremgangsmåte ved kvalitetssortering av massevirke |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO983024D0 NO983024D0 (no) | 1998-06-29 |
NO983024L NO983024L (no) | 1999-01-05 |
NO310279B1 true NO310279B1 (no) | 2001-06-18 |
Family
ID=26648769
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO19983024A NO310279B1 (no) | 1997-07-04 | 1998-06-29 | Fremgangsmåte ved kvalitetssortering av massevirke |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
FI (1) | FI115976B (no) |
NO (1) | NO310279B1 (no) |
SE (1) | SE521560C2 (no) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FI116534B (fi) * | 2002-03-22 | 2005-12-15 | M Real Oyj | Menetelmä kuitumassan kuituominaisuuksien säätämiseksi |
WO2016075641A1 (en) * | 2014-11-12 | 2016-05-19 | Fibre Gen Holdings Limited | Evaluating trees and tree stems and/or logs |
-
1998
- 1998-06-29 NO NO19983024A patent/NO310279B1/no not_active IP Right Cessation
- 1998-07-02 FI FI981534A patent/FI115976B/fi active IP Right Grant
- 1998-07-03 SE SE9802396A patent/SE521560C2/sv not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
SE521560C2 (sv) | 2003-11-11 |
NO983024L (no) | 1999-01-05 |
SE9802396D0 (sv) | 1998-07-03 |
NO983024D0 (no) | 1998-06-29 |
FI981534A (fi) | 1999-01-05 |
SE9802396L (sv) | 1999-01-05 |
FI981534A0 (fi) | 1998-07-02 |
FI115976B (fi) | 2005-08-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Dean | Objectives for wood fibre quality and uniformity | |
Dadswell et al. | Influence of the morphology of woodpulp fibres on paper properties | |
Elmas et al. | Examining the pulp production compatibility of earlywood and latewood in willow (Salix excelsa) clones in terms of fiber morphology | |
US4692211A (en) | High strength, cellulosic-gel-containing kraft paper and process for making the same | |
NO310279B1 (no) | Fremgangsmåte ved kvalitetssortering av massevirke | |
Adamopoulos et al. | Fiber composition of packaging grade papers as determined by the Graff" C" staining test | |
Passas | Natural fibres for paper and packaging | |
Foelkel | Papermaking properties of Eucalyptus trees, woods, and pulp fibers | |
Adamopoulos et al. | Characterization of packaging grade papers from recycled raw materials through the study of fibre morphology and composition | |
Beaton et al. | Identification of soil-fertilizer reaction products in a calcareous Saskatchewan soil by infra-red absorption analysis | |
Antwi-Boasiako et al. | Inter-family variation in fibre dimensions of six tropical hardwoods in relation to pulp and paper production. | |
Foelkel | Vessel elements and eucalyptus pulps | |
Bocianowski et al. | The influence of process variables on the strength properties of NSSC birch pulp. Towards the limits of optimization: Part one-the effect of liquor ratio | |
Korpinen et al. | Reinforcement potential of bleached sawdust kraft pulp in different mechanical pulp furnishes | |
Monteoliva et al. | CMP pulps of willows for newsprint. I. Pulps evaluation | |
McMillin | Wood chemical composition as related to properties of handsheets made from loblolly pine refiner groundwood | |
Naidu | The impact of physical characteristics of Pinus patula on Kraft pulp properties | |
SU1647066A1 (ru) | Способ изготовлени бумаги дл внутренних слоев декоративного бумажно-слоистого пластика | |
Chidester et al. | Growth factors influencing the value of jack pine for kraft and sulfite pulps | |
Palmer et al. | Pulping characteristics of Pinus oocarpa grown on Mountain Pine Ridge, Belize | |
Mittal et al. | Some morphological and anatomical criteria for selection of hardwoods for pulping | |
Kpikpi et al. | Gliricidia sepium (Jacq.) Walp: Hardwood with potential for pulp and paper-making | |
Sindall | Paper Technology: An Elementary Manual on the Manufacture, Physical Qualities and Chemical Constituents of Paper and of Paper-making Fibres | |
Wilkes | Effect of moisture content on the morphology of longitudinal fracture in Eucalyptus maculata | |
Chidester | Use of hardwoods in the manufacture of newsprint |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Lapsed by not paying the annual fees |