Cost-Efficiency of Birch Sprinkling in Kraft Pulping

Abstract

Työn tavoitteena oli selvittää koivun kasteluvarastoinnin kannattavuus selluteollisuudessa. Lisäksi tutkittiin, kuinka kastelu vaikuttaa puuaineeseen varastoinnin aikana ja kuinka koivun kasteluvarastointi vaikuttaa puun kuorintaan ja haketukseen, keitettävyyteen, vaalenevuuteen sekä sellun laatuun.

Enocellin puukentälle rakennettiin kasteluvarasto, jossa varastoitiin 40,000 m3sob koivua. Kastelu oli päällä huhtikuusta lokakuuhun asti. Kastelun vaikutusta puuaineen muutoksiin arvioitiin lahotutkimusten avulla. Tehdaskoeajoissa verrattiin tuoretta, kasteluvarastoitua ja kuivavarastoitua koivua.

Puuaines säilyi lähes muuttumattomana yhden kesän kasteluvarastoinnissa. Kastellulla koivulla terveen puun osuus oli yli 85 % kesän lopussa, kun se oli alle 20 % kuivavarastoidulla koivulla. Kuorinnan puuhäviö laskee selvästi kastelukoivulla ja myös hakkeen laatu oli parempaa kuin kuivavarastoidulla koivulla. Kastelukoivulla hakkeen kuoripitoisuus oli vain 0.13 %. Kuoren kuiva-aine oli 12 prosenttiyksikköä alhaisempi kuin kuivalla koivulla, mutta kuoren lämpöarvossa ero oli vain 1 €/ADt.

Varastointimenetelmällä ei ollut vaikutusta hakkeen keitettävyyteen, mutta tuoreella puulla keitettävyys oli parempi kuin varastoidulla puulla. Sellun asetoniuutepitoisuus oli samalla tasolla tuoreella ja kastellulla puulla. Kuivalla syyspuulla uutetaso oli korkeampi, vaikka hartsisaippuan annostusta nostettiin 10 kg/ADt. Betulinolitaso oli kastellulla puulla erittäin alhainen puun hyvän kuoriutuvuuden vuoksi. Kastellun ja tuoreen puun vaalenevuus oli parempi kuin kuivalla puulla. Aktiivikloorin kulutus oli 3 – 4 kg/ADt alhaisempi kuin kuivalla syyspuulla. Puun varastoinnilla ei ollut vaikutusta sellun laatuun.

Koivun kasteluvarastoinnin kannattavuus on erittäin hyvä. Tuotantokustannukset määritettiin tuoreelle, kastellulle, kierrätetylle sekä kuivalle koivulle. Kasteluvarastointi laskee tuotantokustannuksia noin 10 €/ADt verrattuna kierrätettyyn koivuun. Kuivavarastoidun puun käyttö nostaa tuotantokustannuksia noin 5 €/ADt verrattuna kastelukoivuun. Kierrätetyn ja kuivavarastoidun puun kustannusero johtuu kierrätyskustannuksista. Kasteluvarastolle, jota käytettiin kesällä 2004, takaisinmaksuaika on vain 0.4 vuotta. Jos tavoiteltu takaisinmaksuaika olisi kaksi vuotta, niin perusinvestointi 80,000 m3sob varastolle voisi maksaa noin 370 k€.

The object of the thesis was to examine the profitability of birch sprinkling in kraft pulping. The other aim was to evaluate the influence of birch sprinkling on wood material changes during storage, and on debarking and chipping, cookability, bleachability and pulp quality.

The wet storage for 40,000 m3sob of birch was built on the Enocell wood yard. The sprinkling was used continuously from April to October. The changes in the wood material were evaluated in the decay researches. Three different test trials were arranged with fresh, sprinkled and dry stored birch.

The sprinkled wood remains almost unchanged during one summer storage. The share of healthy wood was over 85 % in the sprinkled wood, while it was less than 20 % in the dry stored wood. In the debarking, the wood loss decreased clearly with sprinkled birch. The chip quality was also better with sprinkled than with dry stored birch. The bark content of chips was only 0.13 % with sprinkled birch. The dry matter content of bark was 12 %-unit lower with sprinkled than with dry stored wood, but the difference in the heat value of bark was just 1 €/ADt.

Storage method seemed to have no influence on the cookability, but the cookability is better with fresh wood than with stored wood. The acetone extractive level was similar with fresh and sprinkled wood. The level was higher with dry stored wood, even though the rosin soap charge in the cooking was increased by 10 kg/ADt. Betulinol level was very low with sprinkled wood due to lower bark content of chips. The bleachability of sprinkled birch was similar with fresh wood. The active chlorine consumption increased 3 – 4 kg/ADt with dry stored wood. Wood freshness had no impact on the pulp quality.

The profitability of birch sprinkling is very good. Production costs were evaluated for fresh, sprinkled, circulated and dry stored wood. The sprinkling decreases the production costs about 5 €/ADt compared to the dry stored wood. Compared to the circulated wood, the cost difference was approximately 10 €/ADt due to high circulating costs. The payback period for the wet storage, used during the summer 2004, is only 0.4 years. If the target payback period is two years, the initial investment for 80,000 m3sob wood can be almost 370 k€.