Enhancement of tall oil soap recovery with online monitoring : study of online sensor suitability for black liquor and tall oil soap fractions
Haarala, Anna (2026)
Diplomityö
2026
School of Engineering Science, Kemiantekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe20260821119076
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe20260821119076
Tiivistelmä
Tall oil recovery is important in kraft mills as it enhances evaporation efficiency and enhances profitability with value added products. Tall oil is produced from tall oil soap, which is separated from black liquor, typically by decantation. In this thesis, the potential use of a Kemira online measurement device to enhance tall oil soap recovery is studied. Online monitoring device measures hydrophobicity. The monitoring device could be used as a tool to see where and how the tall oil soap particles move in process.
Tall oil soap recovery efficiency is affected by several process variables and reliable online monitoring solutions for this process are limited. The objective of this thesis is to evaluate whether online monitoring can be used to detect changes in tall oil soap fractions and to support process optimization.
A pilot trial was conducted in an industrial kraft mill, where the online measurement device was installed. Multiple sampling points around the tall oil soap separation process were measured. The online data was compared with process data and offline laboratory analyses to assess sensor sensitivity and suitability.
The results indicate that the online measurement device can detect changes in hydrophobic particle content under process conditions. However, challenges related to sampling, measurement sequence timing, data synchronization and strong lignin interference were identified. The study concludes that, with targeted improvements in measurement configuration and data handling, online monitoring has potential to support tall oil soap recovery optimization. Mäntyöljyn talteenotto on tärkeää sulfaattisellun tuotannossa. Mäntyöljyn talteenotto parantaa haihdutustehokkuutta ja kannattavuutta lisäarvotuotteilla. Mäntyöljyä tuotetaan mäntyöljysaippuasta, joka erotetaan mustalipeästä, tyypillisesti dekantoimalla. Tässä opinnäytetyössä tutkitaan Kemiran online-valvontalaitteen mahdollista käyttöä mäntyöljysaippuan talteenoton parantamiseksi. Online-seurantalaite mittaa hydrofobisuutta. Hydrofobisuuden mittaamiseen voitaisiin käyttää online-valvontalaitetta, jolla nähtäisiin missä ja miten mäntyöljysaippuahiukkaset liikkuvat prosessissa.
Mäntyöljysaippuan talteenoton tehokkuuteen vaikuttavat useat prosessimuuttujat, ja luotettavat online-valvontaratkaisut tälle prosessille ovat rajalliset. Tämän opinnäytetyön tavoitteena on arvioida, voidaanko online-valvontaa käyttää mäntyöljysaippuafraktioiden muutosten havaitsemiseen ja prosessin optimoinnin tukemiseen.
Teollisessa sulfaattisellutehtaassa, johon online-seurantalaite asennettiin, tehtiin pilottitutkimus. Pilottikoeajossa mitattiin useita näytteenottopisteitä mäntyöljysaippuan erotusprosessin ympäriltä. Online-dataa verrattiin prosessidataan ja offline-laboratorioanalyyseihin mittalaitteen herkkyyden ja sopivuuden arvioimiseksi.
Tulokset osoittavat, että online-valvontalaite pystyy havaitsemaan muutoksia hydrofobisten hiukkasten pitoisuudessa prosessiolosuhteissa. Näytteenottoon, mittaussekvenssien ajoitukseen, datan synkronointiin ja voimakkaaseen ligniini-interferenssiin liittyviin haasteet havaittiin työssä. Tutkimuksessa todetaan, että mittauskonfiguraation ja datan käsittelyn kohdennetuilla parannuksilla online-seurannalla on potentiaalia tukea mäntyöljysaippuan talteenoton optimointia.
Tall oil soap recovery efficiency is affected by several process variables and reliable online monitoring solutions for this process are limited. The objective of this thesis is to evaluate whether online monitoring can be used to detect changes in tall oil soap fractions and to support process optimization.
A pilot trial was conducted in an industrial kraft mill, where the online measurement device was installed. Multiple sampling points around the tall oil soap separation process were measured. The online data was compared with process data and offline laboratory analyses to assess sensor sensitivity and suitability.
The results indicate that the online measurement device can detect changes in hydrophobic particle content under process conditions. However, challenges related to sampling, measurement sequence timing, data synchronization and strong lignin interference were identified. The study concludes that, with targeted improvements in measurement configuration and data handling, online monitoring has potential to support tall oil soap recovery optimization.
Mäntyöljysaippuan talteenoton tehokkuuteen vaikuttavat useat prosessimuuttujat, ja luotettavat online-valvontaratkaisut tälle prosessille ovat rajalliset. Tämän opinnäytetyön tavoitteena on arvioida, voidaanko online-valvontaa käyttää mäntyöljysaippuafraktioiden muutosten havaitsemiseen ja prosessin optimoinnin tukemiseen.
Teollisessa sulfaattisellutehtaassa, johon online-seurantalaite asennettiin, tehtiin pilottitutkimus. Pilottikoeajossa mitattiin useita näytteenottopisteitä mäntyöljysaippuan erotusprosessin ympäriltä. Online-dataa verrattiin prosessidataan ja offline-laboratorioanalyyseihin mittalaitteen herkkyyden ja sopivuuden arvioimiseksi.
Tulokset osoittavat, että online-valvontalaite pystyy havaitsemaan muutoksia hydrofobisten hiukkasten pitoisuudessa prosessiolosuhteissa. Näytteenottoon, mittaussekvenssien ajoitukseen, datan synkronointiin ja voimakkaaseen ligniini-interferenssiin liittyviin haasteet havaittiin työssä. Tutkimuksessa todetaan, että mittauskonfiguraation ja datan käsittelyn kohdennetuilla parannuksilla online-seurannalla on potentiaalia tukea mäntyöljysaippuan talteenoton optimointia.