Hakevirrasta otettavan näytteen luotettavuus ja näytteenottimen kehittäminen

Abstract

Työn tavoitteena oli saada tietoa yleisesti partikkelivirtauksessa tapahtuvasta näytteenotosta ja näytteenottomenetelmistä. Työssä tutkittiin UPM-Kymmenen Kaukaan tehtaan nykyisen ostohakkeen automaattisen näytteenottimen toimintaa sekä sen ottamien näytteiden luotettavuutta kokeellisesti ja tilastollisesti. Lopuksi tutkimuksessa ideoitiin uusi näytteenottimen konstruktio. Uuden konstruktion suunnittelun lähtökohtana oli, että näytteenottimen konstruktiolla tulisi voida ottaa toistuvasti ja turvallisesti luotettavia hakenäytteitä aiheuttamatta muulle vastaanottoaseman toiminnalle häiriöitä

Tutkimusta varten tehtiin eri haketoimittajien kanssa koenäytteenottoja. Hakenäytteet otettiin kolmessa eri haketoimituksen vaiheessa niiden keskinäistä vertailua varten. Hakenäytteistä määritettiin kuiva-ainepitoisuus ja laatuanalyysin tekoa varten palakokojakauma koeseulonnoilla. Palakokojakauma-analyysistä saatuja jakaumapainoprosenttiosuuksien ja niistä laskettujen laatuarvojen pohjalta tutkittiin automaattisen näytteenottimen ottaman näytteen luotettavuutta ja näytteenottimen toimintaa.

Konstruointityössä noudatettiin pääpiirteittäin ohjeistoa VDI 2221. Uuden näytteenottimen suunnittelutyön tavoitteet määriteltiin tutkimuksessa tehtyjen päätelmien ja kokeiden pohjalta. Uudelle näytteenottimen konstruktiolle etsittiin toteutuskelpoisia ratkaisuja jo olemassa olevista laitteistoista ja uusista ideoista. Uudet konstruktiovaihtoehdot suunniteltiin noudattamaan näytteenottoteoriaa ja sijoituspaikan asettamia vaatimuksia.

The objective of the thesis was to provide information at the general level about sample-taking from chips flow and associated sampling methods. The thesis included investigation of the operation of the automatic sampler used for purchased chips at the Kaukas mills. The reliability of samples taken with the sampler was studied both experimentally and statistically. Then, a new construction was designed for the sampler. The new construction was based on a design which allows frequent, safe and reliable sample-taking without causing disturbances in the operation of the rest of the reception station.

Test samples were taken in co-operation with several chip suppliers for research purposes. Samples were taken in three stages of the delivery for reciprocal comparison. Dry solid content was determined of the samples, followed by determination of size distribution with test screening for the purpose of quality analysis. The reliability of samples taken with the automatic sampler and the operation of the sampler were studied using the distribution percentage by weight gained from the size distribution analysis and the quality values calculated from these percentages.

The instructions "VDI 2221" were generally followed in the design work. The objectives for the design work for the new sampler were defined on the basis of the conclusions made and tests carried out during the research work. Feasible solutions for the new sampler design were searched both from amongst existing machinery and new ideas. The new design alternatives comply with the sampling theory and meet the requirements of the location.