Mustalipeän viskositeetti ja sen määrittäminen

Abstract

Mustalipeä on paperi- ja selluteollisuudessa syntyvä sivutuote, jota käytetään energian tuotannossa uusiutuvana polttoaineena. Mustalipeän energiantuotannon kannalta siitä saatavaa lämpöarvoa pyritään kasvattamaan, mutta samalla sen käyttäytyminen muuttuu ja käsittely vaikeutuu. Tämän takia mustalipeän reologisten ominaisuuksien tutkiminen on tärkeää. Tässä työssä tutkittiin mitkä ominaisuudet vaikuttavat mustalipeän viskositeettiin ja mitä ongelmia esiintyy sen määrittämiseen. Tässä työssä mustalipeän viskositeettiä tutkittiin Eurofins Nab Labs Oy:n omistamalla laitteella, joka on varta vasten rakennettu mustalipeän viskositeetin määrittämiseen. Laitteella määritettiin viskositeettia koaksiaalisella rotatiivisella reometrilla, johon on liitetty näytteen syöttäjä. Tällä mahdollistettiin näytteen lisääminen avaamatta reometrin näytekammiota mikä mahdollisti nopeamman ja turvallisemman näytteiden analysoinnin. Työssä havaittiin mustalipeän viskositeetille seuraavat korrelaatiot kuiva-ainepitoisuuden, lämpötilan ja leikkausnopeuden suhteen. Lämpötilan noustessa mustalipeän viskositeetti laskee. Kuiva-ainepitoisuuden kasvaessa mustalipeän viskositeetti kasvaa. Leikkausnopeuden havaittiin ei-newtonilainen ja pseudoplastinen käyttäytyminen, eli leikkausnopeuden kasvaessa viskositeetti pienenee. Nämä tulokset ovat hyvin linjassa hypoteesien ja kirjallisuuden kanssa. Mustalipeän viskositeetin määrittämisessä ongelmia ilmenee erityisesti korkeissa kuiva-ainepitoisuuksissa, kun viskositeetti on korkea. Tässä tilanteessa saattaa esiintyä näytteen irtoamista reometrin seinistä, jolloin määritys ei ole enää luotettava. Vaikka näitä ongelmia ei saatu ratkaistua, työ oli kuitenkin onnistunut ja siinä saatiin arvokasta tietoa mustalipeän ominaisuuksista.