The use of wood fiber in paper and board production : case Anjalankoski Mills

Abstract

This thesis examines the use of wood fiber in paper and board production at Anjalankoski Mills. The aim of this thesis is to identify potential fiber losses and determine a mass balance to the integrated mill. Improving fiber utilization is important for enhancing resource efficiency, reducing raw material losses and supporting circular economy objectives.

The study was conducted as a qualitative case study combining semi-structured interviews, literature-based benchmarking and mass balance calculations. Benchmarking was used to compare the case Mills fiber use with similar pulping methods for paper and board production processes, while the mass balance provided and overall understanding of fiber flows within the selected system boundaries.

The results indicate that fiber losses occur throughout the Mill. Fiber losses were identified in wood handling, cutting, debarking, grinding, paper and board machines and finishing. Fiber efficiency is influenced by several interconnected factors, such as wood quality, seasonal variation, process control practice and limitations in measurement data. The benchmarking results show that the Mills’ pulping process is competitive in terms of theoretical yield, but overall fiber efficiency depends on the performance of the entire process. The study concludes that improving fiber utilization requires a mill perspective, enchanted monitoring of fiber flows and targeted process development. The identified fiber losses and development opportunities provide a foundation for improving resource efficiency and supporting more efficient and circular use of wood fiber in paper and board production.

Tässä diplomityössä tarkastellaan puukuidun käyttöä paperi- ja kartongintuotannossa Anjalankosken tehtailla. Työn tavoitteena on tunnistaa mahdollisia kuituhäviön kohteita ja muodostaa massatase laskenta tehtaalle. Kuidun käytön tehostaminen on tärkeää resurssitehokkuuden parantamiseksi, raaka-ainehäviöiden vähentämiseksi sekä kiertotalouden tavoitteiden tukemiseksi.

Tutkimusmenetelmänä käytettiin kvalitatiivista case tutkimusta, jossa toteutettiin puolistrukturoidut haastattelut, vertailu kirjallisuudesta sekä massataselaskenta. Vertailun avulla tarkasteltiin case-tehtaan kuitujen käyttöä suhteessa vastaaviin paperin ja kartongin massanvalmistusprosesseihin, kun taas massatase antoi kokonaiskuvan kuituvirroista määriteltyjen tarkasteltavien systeemien rajojen sisällä.

Tulokset osoittavat, että kuituhäviöitä esiintyy koko tehtaan prosessiketjussa. Kuituhäviöitä tunnistettiin puun käsittelyssä, katkaisussa, kuorimolla, hiomolla, paperi- ja kartonkikoneilla sekä arkituksessa. Kuitujen käytön tehokkuuteen vaikuttavat useat toisiinsa kytkeytyvät tekijät, kuten puun laatu, vuodenaikavaihtelut, prosessinohjauskäytännöt, sekä mittausdatan puutteet. Vertailutulokset osoittavat, että tehtaan massanvalmistusprosessi on kilpailukykyinen teoreettisen saannon näkökulmasta, mutta kokonaisvaltainen kuitujen hyödyntämisen tehokkuus riippuu koko tuotantoprosessin toimivuudesta. Työssä todetaan, että puu kuidun kokonaisvaltainen hyödyntäminen edellyttää koko tehtaan tarkastelua, parempaa kuituvirtojen seurantaa sekä kohdennettua prosessikehitystä. Tunnistetut kuituhäviöt ja kehitysmahdollisuudet luovat perustan resurssitehokkuuden parantamiselle sekä puukuidun tehokkaammalle ja kiertotalouden mukaiselle hyödyntämiselle.