Online analysis of wood extractives
Heinonen, Elina (2020)
Diplomityö
Heinonen, Elina
2020
School of Engineering Science, Kemiantekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2020071447365
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2020071447365
Tiivistelmä
Renewable diesel can be refined from the residual product of Kraft pulping, tall oil. In the theoretical part of this master’s thesis, a literature review was conducted on various online analyzers that could be adapted to the tall oil preprocessing. The purpose to analyze the amount of tall oil components and impurities. Based on the study, a near-infrared spectroscope was selected as the analyzer. In the experimental part, different tall oil samples were analyzed in the laboratory by near-infrared spectroscopy.
NIR calibration models were created for tall oil components based on reference measurements. Based on the validation measurements, the models were not completely accurate, but calibration seems possible for water content, resin acid, fatty acid and acid number. Most problems occurred with neutral substances and residual soap number. The problems of the models are probably due to the too small calibration range and possible overfitting of the models. In addition, the effect of sample temperature to the measurement results was studied, and reflectance and transmittance methods were compared. Uusiutuvaa dieseliä voidaan jalostaa sellunkeitossa syntyvästä jäännöstuotteesta, mäntyöljystä. Tämän diplomityön kirjallisessa osassa tehtiin kirjallisuus tutkimus erilaisista online-analysaattoreita, jotka voitaisiin sovittaa mäntyöljyn esikäsittelyprosessiin. Tarkoituksena on analysoida mäntyöljykomponenttien ja epäpuhtauksien määrää. Tutkimuksen perusteella analysaattoriksi valittiin lähi-infrapuna spektroskooppi (NIR). Kokeellisessa osassa erilaisia mäntyöljynäytteitä analysoitiin laboratoriossa lähi-infrapuna spektroskoopilla.
Mäntyöljykomponenteille luotiin NIR kalibrointimallit laboratorion referenssimittausten perusteella. Validointimittausten perusteella mallit eivät kuitenkaan olleet täysin paikkansapitäviä, mutta vesipitoisuuden, hartsihappojen, rasvahappojen ja happoluvun kalibrointi näyttää olevan mahdollista. Ongelmallisimpia kalibrointeja olivat neutraaliaine- ja saippuanumerokalibroinnit. Kaikkien mallien ongelmat johtuvat todennäköisesti liian pienestä kalibrointialueesta ja mahdollisesta mallien ylimallinnuksesta. Lisäksi työssä tutkittiin näytteen lämpötilan vaikutusta mittaustulokseen sekä heijastavuus- ja transmittanssi-menetelmiä verrattiin keskenään.
NIR calibration models were created for tall oil components based on reference measurements. Based on the validation measurements, the models were not completely accurate, but calibration seems possible for water content, resin acid, fatty acid and acid number. Most problems occurred with neutral substances and residual soap number. The problems of the models are probably due to the too small calibration range and possible overfitting of the models. In addition, the effect of sample temperature to the measurement results was studied, and reflectance and transmittance methods were compared.
Mäntyöljykomponenteille luotiin NIR kalibrointimallit laboratorion referenssimittausten perusteella. Validointimittausten perusteella mallit eivät kuitenkaan olleet täysin paikkansapitäviä, mutta vesipitoisuuden, hartsihappojen, rasvahappojen ja happoluvun kalibrointi näyttää olevan mahdollista. Ongelmallisimpia kalibrointeja olivat neutraaliaine- ja saippuanumerokalibroinnit. Kaikkien mallien ongelmat johtuvat todennäköisesti liian pienestä kalibrointialueesta ja mahdollisesta mallien ylimallinnuksesta. Lisäksi työssä tutkittiin näytteen lämpötilan vaikutusta mittaustulokseen sekä heijastavuus- ja transmittanssi-menetelmiä verrattiin keskenään.