Pigmenttien suodatus

Abstract

Työn tavoitteena oli tutkia neljän eri koesuotimen soveltuvuutta pigmenttilietteen kiintoainepitoisuuden nostoon. Työssä käytetyt suotimet olivat Larox PF 0,1, Certus-CU-0047, Crossflow-koesuodin ja Steuerung ET06-linko. Suodinväliaineena Larox PF 0,1-suotimessa ja Crossflow-koesuotimessa käytettiin Tamfelt Oyj:n suodinkankaita. Certus-CU-0047-suotimessa suodinväliaineena toimi keraaminen membraani.

Työn kirjallisuusosassa tarkasteltiin partikkelien karakterisointia, suodatuksen teoriaa, kakkusuodatusta, suodinväliaineista suodinkankaita ja membraaneja. Lisäksi tarkasteltiin paperin päällystämiseen käytettyjen pigmenttien ominaisuuksia ja niiden suodatusta.

Kokeet suoritettiin Larox PF 0,1, Certus-CU-0047 ja Crossflow-koesuotimella vakiopainesuodatuksena yhdellä paineella. Steuerung ET06-lingon kokeet suoritettiin vakiovirtaussuodatuksena käyttäen kolmea eri virtausnopeutta ja kolmea eri lingon ja ruuvin kierrossuhdetta. Työssä suodatettiin neljää erilaista pigmenttilietettä. Suodoksista otettiin näytteitä niiden sameuden määrittämiseksi.

Larox Pf 0,1-suotimella ja Steuerung ET06-dekantterilingolla saatiin nostettua pigmenttilietteen kiintoainepitoisuutta erittäin hyvin. Loput kaksi suodinta eivät sovellu tähän tarkoitukseen ollenkaan. Vakiopainesuodatuksissa suodatusajat muodostuivat kuitenkin liian pitkiksi. Suodoksien kiintoainepitoisuudet olivat suurimmaksi osaltaan pieniä lukuun ottamatta tiettyjä suodinkankaita. Lietteen 2 kiintoainepitoisuuden nostaminen oli kaikilla suotimilla erittäin vaikeaa, muut lietteet suodattuivat kohtuullisen hyvin. Näiden kokeiden perusteella voidaan sanoa, että varsinkin vakiovirtaussuodatus soveltuu hyvin ainakin tiettyjen pigmenttilietteiden kiintoainepitoisuuden nostoon.

The aim of this thesis was test four different kinds of filters to increase solid content of the pigment slurry. Filters, which were used in the test, were Larox PF 0.1, Certus-CU-0047, Crossflow-testfilter and Steuerung ET06-centrifuge. Filter cloths, which were used in Larox PF 0.1 and Crossflow-testfilter, were made by Tamfelt Inc. Filter media in Certus-CU-0047 was ceramic membrane.

The literature part investigates particle characteristics, theory of filtration, cake filtration, filter cloths and membranes. The properties and the filtration of paper coating pigments were also investigated in the literature part.

Experiments were carried out in Larox PF 0.1, Certus-CU-0047 and Crossflow-testfilter using constant pressure filtration. Constant flow rate filtration was used in Steuerung ET06-centrifuge experiment; three different flow rates were used. Four different pigment slurries were filtered in these tests. Turbidity of filtrate was also measured.

Larox PF 0.1-filter and Steuerung ET06-centrifuge increased solid content of the pigment slurry; the other two filters did not. Filtration times in constant pressure filtration grew, however, too long. The solid content of the filtrates were quite small, excluding certain filter cloths. Pigment slurry’s number 2 solid content was hard to increase, but in the other pigment slurries this was easier. The experiments showed that constant flow rate filtration especially can be used to increase the solid content at least some pigment slurries.