Putkivirtausfraktiointia hyödyntävien mittausten parannettu data-analyysimenetelmä

Väitöstutkimuksessa toteutettiin uudenlainen mittaustulosten analysointimenetelmä, joka on sovellettavissa paperi- ja selluteollisuuden sakeusmittauksiin ja lisäksi nanoselluloosan valmistusprosesseissa tarvittaviin mittauksiin. Itse mittausmenetelmä on jo aiemmin tunnettu putkivirtausfraktioinnin ja optisen mittauksen yhdistelmä. Putkivirtausfraktiointi jakaa mitattavan massanäytteen erilaisiin osiin, minkä jälkeen nämä osat ovat mitattavissa omina jakeinaan. Tämä laadullinen erottelu parantaa optisen eli valon avulla tapahtuvan mittauksen suorituskykyä.

Paperi- ja sellumateriaalin tuotannossa mittauksilla on erittäin merkittävä rooli prosessien säädön ja tuotteen laadun hallinnan kannalta. Perinteisten paperi- ja kartonkituotteiden rinnalle on yhä enenevästi tullut nanoselluloosatuotteita, joilla on laajasti erilaisia käyttötarkoituksia, yhtenä esimerkkinä muovin korvaaminen nestekartonkituotteiden valmistuksessa. Nanoselluloosaa tuottavien ja niitä käyttävien prosessien ohjaamiseen eivät riitä nykyisin tunnetut kaupalliset mittalaitteet. Tarvitaan siis uudenlaista mittaustekniikkaa. Myös perinteisten paperi- ja kartonkituotteiden valmistuksessa käytettävän mittaustekniikan kehittäminen nykyisistä paremmaksi on tarpeellista sekä ympäristön että tuotannon taloudellisuuden kannalta.

Uusi analysointimenetelmä tuottaa tietoa sekä mitattavan materiaalin määrästä että laadusta. Tämä mahdollistaa uudenlaisen sakeusmittauksen ja tuo jopa valomikroskoopissa näkymättömät pienet nanoselluloosapartikkelit mitattavien joukkoon. Lisäksi menetelmä vähentää putkivirtausfraktioinnin lämpötilan ja virtausnopeuden hallinnan tarvetta, jolloin laite yksinkertaistuu ja mahdollistuu mittauksen vieminen laboratoriosta suoraan prosessista tapahtuvaksi.

Väitöstyössä tutkittiin paperi- ja selluteollisuuden mittauskohteita, mutta uutta analysointimenetelmää on mahdollista soveltaa muillakin aloilla. Menetelmä on todennäköisesti hyödynnettävissä esimerkiksi lääketieteen, elintarviketeollisuuden ja ympäristötekniikan aloilla.