SE504875C2 - Bestämning av flyktiga organiska föreningar vid produktion av papper eller kartong - Google Patents

Description

504 875 För närvarande analyseras VOC genom s k ”headspace”-gaskromatografi (GC) av frysta pappers- eller kartongprover. Proven analyseras inte under själva tillverkningsprocessen. Detta vore dock önskvärt för att man skall kunna styra processen på ett sådant vis att mängden VOC i den färdiga produkten minimeras.

Beskrivning av uppfinningen Man har nu överraskande funnit att det går att konstatera en god korrelation mellan halten av flera för lukt och smak betydelsefulla flyktiga organiska föreningar i den gaslångfas som avges av pappersmassa-, pappers- eller kartongbanan under produktion och halten av samma föreningar som avges av den färdiga produkten.

Uppfinningen är sålunda inriktad på ett sätt att under produktion av pappersmassa, inbegripet fluffmassa och fluff, papper eller kartong förutsäga halten av en viss eller vissa flyktiga organiska föreningar (VOC) som avges av färdig pappersmassa, pappers- eller kartongprodukt, vid vilket bestämning av halten av en viss eller vissa VOC utförs i den gaslångfas som avges av pappersmassa-, pappers- eller kartongbanan under produktionen.

I en utföringsform av uppfinningen tillämpas sättet på en pappers- eller kartongbana för att förutsäga halten av viss eller vissa VOC som avges av färdig pappers- eller kartongprodukt som är bestruken och/eller laminerad.

Uppfinningen är inte begränsad till någon speciell analysmetod, men i en föredragen u uföringsform utförs bestämningen av halten av en viss eller vissa VOC med hjälp av infraröd spektroskopi eller termisk desorption-gaskromatografi under produktionen och det erhållna mätresultatet jämförs med referensvärden erhållna genom analys av den färdiga pappersmassa, pappers- eller kartongprodukten för kalibrering av Sättet.

I en särskilt föredragen utföringsform utförs jämförelsen med hjälp av dator. 15 20 30 3 504 ars I ett exempel på tillämpning, särskilt vid produktion av vätskekartong, bestäms halten av minst en av VOC komponenterna 1-butanol, a- pinen, karen, hexanal och nonanal. Vanligen bestäms halten av samtliga nämnda komponenter. Dessa komponenter har uppmätts i halter av ca 50- 900 pg per kg papper eller kartong, men med de angivna analysmetoderna är det möjligt att analysera mängder även i storleksordningen 1pg per kg ellert o m ännu lägre. Möjligheten att kunna mäta sådana låga halter är av avgörande betydelse om man önskar analysera någon speciell VOC som avges i så låg halt från den färdiga produkten. Det kan även nämnas att halten av grupper av föreningar, såsom aldehyder, kan bestämmas om så önskas.

I en särskillt föredragen utföringsform av uppfinningen förutsäges halten av hexanal, som har visat sig vara en god indikator för lukt och smakpåverkan.

Det kan nämnas att en bestämning av halten VOC med hjälp av termisk desorption- gaskromatografi kan uföras på ca 30 minuter och motsvarande bestämning med IR- spektroskopi och datorstöd kan uföras nästan simultant, på ca 30 sekunder.

I ytterligare en föredragen utföringsform av uppfinningen utförs halt-bestämningen med användning av infraröd spektroskopi över ett kontinuerligt spektrum från 400 cm* till 4000 cm* , varvid punkter mellan 500 cm* - 700 cm'1 , 1400 cm” - 1950 cm' 1 , 2100 cm'1- 2300 cm'1 och 3450 cm'1 - 4000 cm'1 , vid vilka våglängder vatten och koldioxid absorberar kraftigt, ej utnyttjas.

Uppfinningen skall nu närmare beskrivas med hänvisning till specifika utföringsformer därav, men det bör förstås att den inte är begränsad till dessa utföringsformer.

Programmering För att underlätta resultathantering skrevs ett flertal datorprogram. Större delen av dessa skrevs i BorlandW' Delfif" under Microsoft” Vlfindowsf" 3.11. För att få 20 30 504 875 rutinerna för invertering och multiplikation av matriser att gå snabbt skrevs dessa i assembler. Andra språk som utnytjats till mindre del har varit Microsoft” VisualC++” respektive Microsoft” Visual Basic”. Samliga program har skrivits och körts på en Pentium” 12OMHz PC med 16MB RAM utan problem.

För att kontrollera och utveckla samtliga metoder och algoritmer användes MatLab” (The MathWorks Inc) och Mapel V release 3 (Waterloo Maple Software). Enklare statistika beräkningar som ANOVA har gjorts i Microsoft” Excel” resultaten från faktorförsöken och responsytor har beräknats i Statgrafics” +(Statistical Grafics Corp). r ma r fi Ett system med adsorbentrör och termisk desorbtion-GC-FlD för mätning av VOC i luft sattes upp och optimerades. För att optimera systemet användes faktorförsök och en simplex metod. Två olika adsorbenters lämplighet för mätningarna utvärderades.

Material Det kromatografiska systemet bestod av en Perkin-ElmerT" ”Automatic Termal Desorbtion” ATD 400m, HP5790A GC och en PC medçprogramvaran Baseline från Waters. Systemet styrdes från Baseline via en Waters” eventbox med 8 digitala utgångar och 2 ingångar.

Program för integreringen För integreringen utveklades ett eget program, då Baseline inte stöder den typ av integrering som användes. Det nya programmets integreringsalgoritm bygger på att integreringen startar och stoppar en viss tid, bestämd vid kalibreringen, före och efter toppens maxima. Betydligt bättre reproducerbarhet erhölls med den här algoritmen än med Baselines. Baseline” tillsammans med flera andra program och integratorer använder signalens första och andra derivata för att starta respektive stoppa integreringen. 20 25 30 504 875 Om algoritmen upptäcker överlappande toppar anpassas ett antal gaussfunktioner motsvarande antalet toppar med tekniken "Ordinal least sqares” . Även andra funktioner ( toppformer ) bestämda genom kalibrering kan användas. Denna teknik ger ett bättre resultat då de överlappande topparna är olika stora än vid_uppde|ning genom "perpendicular drop”. Skiljer sig topparna mycket i storlek används "skimning" av den mindre toppen.

Filter för brusreducefing Ett lågpassfilter var inkopplat mellan A/D-kortet i datorn och GC:ns elektrometer dels för att avlägsna störningar framför allt brum från det stora antalet lysrör på labbet dels för att hindra högfrekvent brus från att vikas in kring samplings-frekvensen.

Brusundertryckningen uppgick till ungefär 40dB (100gånger).

Adsorbentrör 1-50 adsorbentrör för Perkin Elmer” ATD4OO i vilka VOC adsorberats, placeras i en karusell. Ett och ett förs rören fram till en hållare som ansluter rörets ändar i systemet. Innan desorbtionen startar spolas helium genom röret åt motsatt håll som luftströmmen under adsorbtionen. Röret är anslutet nedströms till en köldfälla som är kyld till -30°C och packad med en liten mängd adsorbent.

Efter =1 minut värms adsorbentröret upp till 250°C under 10 minuter varvid VOC eluerar med heliumströmmen ut ur röret, röret desorberas.

Efter desorbtionen kopplas adsorbentröret ur systemet och köldfällans inlopp kopplas i stället till kolonnen, samtidigt som heliumflödet reverseras och köldfällan snabbt upphettas till 275°C. Därvid desorberas VOC snabbt från den lilla mängden adsorbent.

Trots köldfällans ringa volym måste flödet från denna splittas då en kapillär kolonn används. Om flödet inte splittas uppkommer ofelbart en bandbreddning av snabbt 20 25 504 875 eluerande komponenter eftersom fällans gasvolym inte är försumbar jämfört med kolonnflödet.

ATD:n erbjuder även en splittmöjlighet innan köldfällan. Denna kan utnyttjas för att förhindra att fällan blir mättad om en mycket stor mängd VOC adsorberats i adsorbentröret.

Analysförhållanden. v GC Temperaturprogram: 60°C i 2min sedan 20°/min till 220°C, 220°C i 5min sedan avkylning. I o Kolonnflöde: 4,2mllmin o Sp|ittflöde:16,8m|/min Adsobent Ett viktigt krav på adsorbenten är att retentionen av vatten är låg detta villkor uppfylls av Tenaxm GR (Detlev Helmig and Lee Vierling, Anal. Chem. 1995, 67, 4380- 4386).

Packning av adsorbentrör Adsorbentrören diskades innan packningen i hett vatten och RBS, sköljdes i avjonat vatten, 95% etanol och torkades i ugn vid 110°C. ~100mg Tenaxf" TA eller ~130mg TenaxWTA fylldes i röret sedan en tuss silaniserad glasull och en stoppfjäder placerats i rörets ena mynning. Under fyllningen vibrerades röret för att packa adsorbenten väl.

Efter fyllningen placerades en tuss silaniserad glasull och en stopptjäder i den öppna mynningen. Stoppfjädrarna kom till efter att det visat sig att adsorbenten krymper något efter ett par uppvärmnings och avkylnings cykler vilket fått både glasull och adsorbent att följa-med gasströmmen in iATD:ns system. l5 20 25 if 504 875 Tre rör packades med vardera adsorbent och konitionerades. Efter att alla rör cyklats 25°C - 300°C i 30min - 25°C tre gånger så vibrerades de ytterligare en gång och den ena tussen och fjädern flyttades efter in i röret detta på grund av den tidigare observerade krympningen av adsorbenten. Innan nästa försök konditionérades adsorbenten genom att rören cyklades 25°C - 300°C i 30min - 25°C 10 -.12 gånger genom att ATD repeterade metoden under två dygn. Den flödesriktning som använts vid konditioneringen användes sedan vid alla efterföljande desorbtioner för att inte sprickor och kanaler skulle uppstå i adsorbenten. Vid adsorbtion "mätning" är dock flödet det motsatta för att VOC inte skall behöva eluera genom hela adsorbenten vid desorbtionen.

Mätning av VOC runt pappersmaskinen och från papper.

Korrelationer mellan VOC, framförallt hexanal, i pappersmaskinens torkparti och VOC avgivet från den färdiga produkten undersöktes.

Utförande Tre mätningar av VOC utfördes i torkpartiets senare del innan bestrykningen.

Samtidig som dessa mätningar utfördes togs pappersprover ut. Dessa frystes ned vid >-18°C i cellofanförpackningar för senare analys. De komponenter som analyserades var 3-10 kolatomers alifatiska aldehyderfd- och ß- pinen, karen, limonen och 1-butanol. För att finna ut eventuella korrelationer normerades alla halter i förhållande till sitt medelvärde. På dessa normerade data utfördes dels ANOVA analys för hexanal, dels registrerades data som visas i Tabell 1 och 2.

Kalibrering Retentionstiderna för analyserade komponenter bestämdes genom att lösningar SOpg/ml av 3-10 kolatomers alifatiska aldehyder, a-och ß-pinen, karen, limonen och 1-butanol i 95% etanol gjordes och 5ul av varje lösning samt även endast 95% etanol injicerades med en GC-spruta i glasullen i rörets inlopp. Sedan pumpades 0,5 l kvävgas genom röret för att fördela kalibreringslösningen på adsorbenten. Rören analyserades sedan på systemet. 20 39 504 875 Sedan retentionstiderna bestämts så upprättades en kalibreringskurva genom att sex kalibreringslösningar 1, 2, 5, 10, 20 och 50 ug/ml med avseende på 3-10 kolatomers alifatiska aldehyder, a-och ß-pinen, karen, limonen och 1-butanol i 95% etanol uppgjordes. Röret anslöts till en luftpump med flödet 50 ml /min, 5pl av _ kalibreringslösningen injicerades i glasullen och 0,5 l kvävgas pumpades igenom.

För att erhålla god reproducerbarhet tvättades sprutan först i ren 95% etanol varefter 2pl 95% etanol, 5ul kalibreringslösning och ytterligare 1ul ren 95% etanol sögs upp i sprutan. Denna metod gav mycket bra reproducerbarhet till skillnad ifrån om 5ul kalibreringslösning direkt sögs upp i sprutan.

Kalibreringskurva och residualplott upprättades.

För att kontrollera att känsligheten hos systemet inte ändrats sedan kalibreringen kördes tre adsorbentrör med 5 ul av 5mg/ml av lösningen efter alla analyser.

Anledningen till att de kördes efter var att inte analyter i' kalibreringslösningen skulle riskera störa analysen genom minneseffekter i köldfällan. I det fall att känsligheten signifikant ändrats beräknades en korrigerad responsfaktor från denna körning.

Mätning av VOC i torkpartiet Hela valstorken är inbyggd i ett aluminiumhus för att inte den varma och fuktiga luften skall komma ut i resten av byggnaden. Mätningen av VOC utfördes vid de två sista torkvalsarna inne i huset. Luftcirkulationen inne i huset är mycket kraftig, dels då den snabbt löpande pappersbanan och de roterande valsarna drar med sig luft dels då utrymmet ventileras intensivt för att hålla ned luftfuktigheten.

Den kraftiga luftcirkulationen innebär att mätningen ger ett genomsnitt för VOC iden senare delen av torken. För mätningen pumpades luft genom adsorbentrör packade med TenaxWGR.

Mätsituationen är delikat dels då lufttemperaturen är hög omkring 60°C vilket leder till att retentionsvolymen speciellt för lättflyktiga och polära föreningar blir låg, dels då 20 ° 504 875 luftfuktigheten är hög z60% vilket omöjliggör någon form av kylning av adsorbent- rören eftersom vatten kondenserar på alla ytor kallare än 45°C. Den höga luftfuktigheten minskar också i sig retentionsvolymen ytterligare. För att kompensera för den höga luftfuktigheten valdes en luftvolym som var hälften av den som tidigare konstaterats vara den maximalt möjliga. För att ytterligare förvissa sig om att genombrott ej skett vid någon mätning användes alltid två adsorbentrör i serie.

Utförande Varje mätning utfördes itriplikat och innan ett rör användes cyklades det 25°C - 300°C i 30min - 25°C minst två gånger varefter en blank kördes på röret. Detta för att förhindra och upptäcka eventuella minneseffekter.

Före det att analyserna påbörjades och mellan varje grupp av adsorbentrör kördes ett rör utan adsorbent för att verifiera att köldfällan och systemet var rent. Detta upprepades även efter det att analyserna utförts för att verifiera att köldfällan desorberats fullständigt.

Maximalt en timme efter en provtagning desorberades och analyserades rören enligt följande schema: 1. Tomt rör 2. De tre bakre rören från mätning av VOC i torkpartiet i slumpmässig ordning. 3. Tomt rör 4. De tre främre rören med VOC från torkpartiet i slumpmässig ordning. 5. Tomt rör 6. Tre rör med 5u| av Sug/ml av kalibreringslösningen i slumpmässig ordning. 7. Tomt rör.

Totalt 13 rör.

Mätning av VOC i pappersprover För att tillräcklig mängd VOC skall avges från papperet inom rimlig tid måste detta värmas. Den mängd VOC som sedan avges är då beroende av temperatur och tid, vilket medför att den desorberade mängden VOC endast blir ett relativt mått på den 20 10 504 875 mängd VOC som papperet kan avge. Den temperatur och tid som används vid rutinanalysema är 70°C under 30 minuter vilket även användes här.

Utförande Det nedfrysta pappersprovet klipptes till strimlor ~5 x 40mm. Två 20ml glasvialer fylldes med 5,009 av strimlorna och förseddes med ett teflonsepta. Vialerna ställdes i kylskåp i 2 timmar för att utgångstemperaturen skulle vara den samma vid alla desorbtioner.

Vialen togs ut ur kylskåpet och placerades i värmeblock @ 70°C i 30min varefter luften drevs ut genom ett adsorbentrör med 0,5 liter kvävgas @ 100ml/min.

Då en stor mängd vatten desorberas från papperet måste adsorbentröret värmas till 60°C för att inte kondens skall uppstå.

När båda vialerna desorberats analyserades adsorbentrören enligt ovan, dock med den skillnaden att flödet till köldfällan splittades 10 gånger och kalibreringslösningen innehöll 50 ug/ml av referenserna.

Resultat l Tabell 1 och 2 redovisas halten av varje komponent iförhållande till komponentens medelhalt under mätserien. Anledningen till detta är att den absoluta halten varierar kraftigt mellan komponenterna. En ANOVA analys utfördes på de erhållna resultaten för hexanal sedan dessa norrnerats. 15 20 25 30 n 504 875 Tabell 1 I torken uppmätt halt av VOC, varje komponent normerad mot sitt medelvärde för mätserien Tid 26/2 8.35 26/2 16.15 27/2 16.20 Hexanal 0,72 0,88 1,40 1-Butano| 0,79 1,21 1,00 Karen 1,31 1,30 0,39 Nonanal 0,55 1,34 1,11 Dekanal 0,66 1,13 1,21 Tabell 2 Från papper avgiven mängd av VOC, varje komponent normerad mot sitt medelvärde för mätserien Tid 26/2 8.35 26/2 16.15 27/2 16.20 Hexanal 0,90 0,95 1,15 1-Butanol 0,95 1,16 ,.. 0,90 Karen 1,13 1,26 0,61 Nonanal 0,91 0,63 1,46 Dekanal 0,64 0,92 1,44 Slutsats Det är möjligt att förutsäga mängden VOC iden färdiga produkten från halten VOC i luften itorkpartiet, eftersom en god korrelation fanns mellan halten hexanal-i torkpartiets senare del och mängden hexanal som desorberades från pappersproverna. Korrelatonen var god även för karen och 1-oktanol. Övriga 20 25 30 12 504 875 analyserade komponenter fanns i för låga halter i något eller båda proven för att några slutsatser om eventuella korrelationer skulle kunna dras.

Genom den optimering som genomfördes på systemet erhölls avsevärt bättre separation och känslighet än då parametrarna bara valdes på måfå vilket var utgångsläget när optimeringen påbörjades.

Monteringen av ett högpass-filter i signalvägen mellan A/D-omvandlaren och elektrometern gav en avsevärd förbättring av signal-brusförhållandet, dels genom att brum från annan elektrisk utrustning avlägsnades och dels genom att högfrekvent brus som tidigare vikts in omkring Nykvist frekvensen avlägsnades.

Den integreringsmetod som användes med tidsstyrd start och stopp av integreringen och anpassning av gaussfunktioner till de delar av kromatogrammen där toppar överlappade varandra gav betydligt lägre standardawikelser än gängse metoder, där första och andra derivatan används för start och stopp av integreringen och. "perpendicular drop" eller ”skiming” används vid överlappande toppar. Då toppforrnen awek kraftigt från gaussformig kunde anpassningen förbättras ytterligare, genom allt OLS modellen kalibrerades med referenskörningar.

Analyserna av VOC itorkpartiet gav god noggrannhet och vid den volym luft 0,75l som pumpades genom adsorbentrören uppstod inga problem med genombrott av någon av analyterna.

Analyserna av desorberad VOC från papper var svårare att utföra med hög noggrannhet framför allt för att metoden inte är absolut utan kräver att papperet desorberas under en exakt tid vid en exakt temperatur och att tömningen av luften i vialen alltid sker på exakt samma sätt. Bidragande kan också vara pappersremsornas storlek och form samt placering i vialen. 20 30 13 504 875 Spektrofotometrisk bestämning av komponenteri VOC Möjlighet att direkt mäta VOC med hjälp av IR-spektroskopi undersöktes. Som en förstudie konstruerades en 14cm gaskyvett för montering i FT-IR utrustningens optiska bänk. I samband därmed bestämdes detektionsgränsen för propanal. Den FT-IR som användes var en FTS-60A från Biorad med tillhörande datorsystem.

Spektroskopisk haltbestämning bygger på Lambert-Beers lag.

Ett flertal metoder och algoritmer finns för att ur spektra samtidigt bestämma halten av flera komponenter, till exempel OLS ”Ordinal Least Sqares” och WLS 'Weighted Least Sqares”* (Intermediate statistical metods and applications, Berenson Levine Goldstein, Prentice-Hall ISBN 0-13-470781-8), samt PLS "Partia| Least Squares" och PCR "Principa| Component Regression" (A user's guide to principal components, J. Edward Jackson, Wiley).

Den metod som användes här var OLS.

Material o 14cm Gaskyvett modifierad med elektrisk uppvärmning samt med uppvärmda kranar monterade på in och utlopp. o BioRad FTS60A FT-IR med SPC3200 (UNIX) dator. o PC (Pentium 120) med egen programvara för att utföra OLS. o För desorbtion och mätning av VOC över papper användes den ovan beskrivna metoden och det ovan beskrivna kromatografiska systemet. o Ugn för uppvärmning av utrustning. o TeflonW slang o 20m| Glasspruta med teflonkolv. o Vätskekartong för analys. o Referenser av Vatten, Etanol, 1-Butano|, Karen, or-pinen, ß-pinen, Limonen, Hexanal och Nonanal med renhet minst p.a. 20 )i 30 5 0 4 8 7 5 Utförande Upptagning av referensspektra Kyvetten moterades i FT-IR utrusningens optiska bänk och instrumentet sattes upp och justerades efter behov.

En uppvärmd (80°C) och evakuerad en-liters sugkolv fylldes med kvävgas, varefter 5ul referenssubstans injicerades med GC-spruta.

Kyvetten evakuerades och ventilen på utloppet stängdes. lnloppet anslöts till sugkolven via en Teflonf" slang, varefter inloppets ventil öppnades och kvävgasen med referenssubstansen strömmade över.

Ett spektrum med upplösningen 2cm'1 togs upp med 64 scanningar av området 4oocm^ nu 4ooocnfl.

Som bakgrund användes kyvetten fylld enbart med kvävgas. På det här sättet togs spektra upp för Vatten, Etanol, 1-Butano|, Karen, a-pinen, ß-pinen, Limonen, Hexanal och Nonanal.

Spektrumen sparades på en MS-DOS diskett i binärformat för att kunna överföras till en PC dator.

Spektrometrisk analys av VOC från pappersremsor geñom OLS Det ovan beskrivna ATD-GC systemet modifierades genom att ett Y-rör monterades innan kolonnen. Flödet splittades då mellan en deaktiverad silikakapillär och kolonnen i stället för mellan kolonnen och splittutloppet på ATD:n.

ATD:ns utgångssplitt stängdes och längden på silikakapillären justerades så att splitt och kolonnflöde blev de samma som tidigare.

Utflödet från kapillären samlades upp under 60s direkt efter upphettningen av köldfällan.

För att samla upp flödet användes en kvävgas-fylld och till 80°C uppvärmd 20ml glasspruta med teflonkolv. Kapillären fick sticka ut genom ett hål i ugnstaket och in i 15 20 30 15 504 875 sprutan till kolven. VOC och helium tränger undan kvävgasen och samlas upp i sprutan.

För att verifiera att all VOC eluerade ut på 60s så ans|öts kapillären till FlD:en och ett kromatogram togs upp vid 60°C. Efter 45s hade all VOC eluerat ut.

Pappersremsorna desorberades såsom ovan beskrivits och adsorbentröret placerades i ATD:ns karusell. Analysen startades och precis när upphettningen av köldfällan började träddes sputan över silika-kapillären under 60s, varefter den togs bort och pluggades. Den kromatografiska analysen fortsatte medan innehållet i sprutan överfördes till den evakuerade IR kyvetten och ett spektrum togs upp med upplösningen 2cm'1 och 256scans.

Spektrumet sparades sedan på en MS-DOS diskett i binär form för användning i OLS analysen. Resultatet från den kromatografiska analysen och från OLS för fem pappersprover jämfördes sedan.

OLS Analys OLS bygger på normal ekvation på matrisform vilken aproximerar koncentrationen genom att minimera den kvadratiska summan av residualer. i.

. Modifiering av spektra.

För att undvika eventuella problem med skev baslinje korrigerades alla spektrum genom att de fouriertransformerades till frekvensdomänen och de lägsta frekvenserna avlägsnades. Den inversa Fouriertransformen utfördes på återstående komponenter. Detta återställer det ursprunliga spektrumet, men ger en rak baslinje och centrerat kring noll.

Ana punkter mellan soocml-mo cmí 14oocm"-195ocm'*, moocrffl-zsoocm* och 3450cm'1-40O0cm'1 där vatten och koldioxid absorberar kraftigt utöteslöts i i beräkningarna. 504 875 Resultat. _ Resultaten från den kromatografiska analysen och OLS, som pesenteras i Tabell 3, stämmer väl överrens för 1-ButanoI, Karen, a-pinen, Hexanal och Nonanal som finns i höga koncentrationer. För Etanol, |3-pinen och Limonen som finns tillsammans med ett 100 tal andra komponenteri låg koncentration blev däremot felet stort.

Tabell 3.

Resultat från desorbtion av vätskekartong, desorberade mängder uppmätta med ATD-GC respektive FT-IR OLS ATD-GC FT-IR OLS Komponent Resultat pg/kg sd Resultat pglkg sd 1-Butano| 863 32 851 35 a-pinen 36 3,1 48 3,5 Caren 50 4,3 57 6,1 Hexanal 305 12 298 9,7 Nonanal 165 9,1 159 8,3 ß-pinen 4,1 0,5 19 2,1 Etanol 2,3 0,12 12 1,0 Limonen 0,9 0,09 s “ 0,6 Slutsatser angående IR Resultaten visar att det är möjligt att simultant och med god nogrannhet bestämma ett antal komponenter i VOC från pappersremsor med hjälp av FT-IR och OLS.

Bestämningen av komponenter med låg halt i provet blir osäker med tendens-till för högt värde. 20 ” 504 875 För att koncentrationen av en viss komponent säkert skall kunna bestämmas, måste alla komponenter vars koncentration är densamma eller högre än komponentens vara med i OLS-modellen.

Med längre cell kan ATD steget uteslutas och VOC mätas direkt utan föregående koncentration på adsorbent.

Om två kalibreringsspektra som är linjärt beroende av varandra, t.ex. två spektra av samma komponent, kommer med i modellen falerar OLS.

Sammanfattning 1. Det finns en god korrelation mellan VOC i pappersmaskinens torkparti och VOC som avges från den färdiga produkten. 2. Det är möjligt att snabbt bestämma ett stort antal komponenter i VOC genom mulitvariat analys av FT-IR spektra. 3. Den använda multivariata metoden fungerar för dominerande komponenter men falerar för andra om den inte kalibreras omsorgsfullt. 4. Om två kalibreringsspektra är lika falerar OLS. Metoden innebär då invertering av en singular matris. Detta kan lösas genom att man använder principalkomponent- regression (PCR).

Claims (7)

5 10 15 20 b) bl 3G 504 875 18 PATENTKRAV

1. Sätt att under produktion av pappersmassa, papper eller kartong förutsäga halten av en viss eller vissa flyktiga organiska föreningar (VOC) som avges av färdig pappersmassa-, pappers- eller kartongprodukt, k ä n n e t e c k n a t därav, att bestämning av halten av en viss eller vissa VOC utförs iden gas/ångfas som avges av pappersmassa-, pappers- eller kartongbanan under produktionen.

2. Sätt enligt kravet 1, vid vilket den färdiga pappers- eller kartongprodukten är bestruken och/eller laminerad.

3. Sätt enligt kravet 1 eller 2, vid vilket bestämningen utförs med hjälp av infraröd spektroskopi eller termisk desorption-gaskromatografi under produktionen och det erhållna mätresultatet jämförs med referensvärden erhållna genom analys av den färdiga pappersmassa-, pappers- eller kartongprodukten för kalibrering av sättet.

4. Sätt enligt kravet 3, vid vilket jämförelsen utförs med hjälp av dator.

5. Sätt enligt något av kraven 1 -4, vid vilket halten avfininst en av VOC komponenterna 1-butanol, ot- pinen, karen, hexanal och nonanal bestäms.

6. Sätt enligt kravet 5, vid vilket halten av hexanal bestäms.

7. Sätt enligt något av kraven 1-6, vid vilket halt-bestämningen utförs med användning av infraröd spektroskopi över ett kontinuerligt spektrum från 400 cm'1 till 4000 cm* , varvid punkter mellan 500 cm* - 700 cnfl, 1400 om* - 1950 cmfi' , 2100 cm'1- 2300 cm* och 3450 cm* - 4000 cm'1 , vid vilka våglängder vatten och koldioxid absorberar kraftigt, »ej utnyttjas.