Uusi otsonigeneraattori tehostaa ja laajentaa prosessikehitystä Xamkin Kuitulaboratoriossa
Uuden generaattorin jatkuva tuotantokapasiteetti on noin 1 kg otsonia tunnissa, ja sen tuottama otsonipitoisuus voi nousta jopa 18 massaprosenttiin. Laite mahdollistaa myös korkeamman prosessipaineen: 2,5 bar(g) ilman kompressoria ja noin 7 bar(g) tulevan otsonikompressorin käyttöönoton jälkeen.
Tehon kasvu nopeuttaa käsittelyjä ja lyhentää testien läpimenoaikoja merkittävästi. Samalla kaasu-/materiaalisuhteen kasvu avaa aivan uudenlaisia mahdollisuuksia testaukseen ja prosessien optimointiin.
“Uusi generaattori tuo meille ennen kaikkea nopeutta ja joustavuutta. Kun otsoni saadaan syötettyä tehokkaammin, voimme keskittyä prosessien kehittämiseen ja laadun parantamiseen. Seuraava askel on mittausteknologian kehittäminen – suunnitteilla on prosessin mittausten laajentaminen, mikä veisi tutkimusmahdollisuudet uudelle tasolle.”
Jari Kapanen, TKI-yksikön johtaja
Otsoni – tehokas ja vastuullinen hapetin
Otsoni (O₃) on voimakas kaasumainen hapetin, jota hyödynnetään laajasti veden ja jäteveden puhdistuksessa, elintarvikkeiden hygienisoinnissa sekä väriaineiden poistamisessa biopohjaisista materiaaleista. Otsonoinnin etu on sen luontainen hajoaminen: jäännösotsoni palautuu itsestään hapeksi (O₂), mikä tekee siitä ympäristöystävällisemmän vaihtoehdon verrattuna monien muiden teollisten hapettimien jäännöksiin. Biopohjaisten materiaalien prosesseissa otsoni tuo tehokkuutta erityisesti delignifiointiin, valkaisuun sekä moolimassan säätelyyn.
Kuitulaboratoriossa on nyt käytössä kaksi erilaista otsonin tuotantojärjestelmää, mikä mahdollistaa laitteiden joustavan valinnan prosessin, näytteen ja halutun reaktiotehon mukaan. GM-36 toimii pilot-mittaluokan generaattorina, joka soveltuu sekä tutkimukseen että pk-teollisuuden kehitysprojekteihin. Pilottikokoinen O₃-generaattori ja keskisakeuspumppaus (MC) muodostavat ainutlaatuisen ja monipuolisen laitteen, jolla voidaan käsitellä satoja kilogrammoja (bd) materiaalia suurilla otsoniannoksilla.
MC-ympäristössä käsiteltävä materiaali kierrätetään jatkuvasti vesisuspensiona dynaamisen sekoittimen läpi, jossa otsoni syötetään ja dispergoidaan suspensioon, kunnes haluttu annos saavutetaan. MC mahdollistaa satojen kilogrammojen (bd) eräkäsittelyt suurilla otsoniannoksilla – juuri sen mittakaavan, jota pilotointi ja teolliset esiselvitykset tarvitsevat.
Valmiina kohti seuraavia kehitysaskeleita
Tehokkaampi otsonin tuotanto ja kasvava prosessipaine tuovat laboratorion palveluihin selvästi lisää kapasiteettia ja monipuolisuutta. Tulevat mittausjärjestelmän laajennukset vahvistavat kokonaisuutta entisestään, tarjoten asiakkaille ja tutkimuskumppaneille entistä tarkempaa ja syvempää prosessidataa.
Teknisiä tietoja:
- Pilottikokoinen generaattori Primozone GM-36:
- Jatkuva tuotanto noin 1 kg/h otsonia
- Maksimipitoisuus noin 18 massaprosenttia otsonia
- Maksimipaine 2,5 bar(g) ilman kompressoria, otsonikompressorin kanssa noin 7 bar(g)
- Keskisakeuspumppausympäristö (MC):
- Eräkoko: n. 2–5 m³
- Enimmäissakeus: n. 10 % pitkäkuituiselle puusellulle (muilla kiinteillä aineilla maksimi vaihtelee)
- Lämmitys: suora höyrylämmitys, jopa T ≈ 100 °C
- Prosessipaine: hieman alle otsonin paineen
- Reaaliaikaiset mittaukset: T, P, pH, jäännösotsonipitoisuus
Otsonisäiliö:
- Otsonin tuotanto on riippumaton prosessiin syötettävästä kaasusta
- Otsoni kerätään 100 litran paineistettuun säiliöön ja syötetään sieltä prosessiin
- Kaasun syöttö prosessiin: 0–1,3 g/s otsonia ja 0–20 bar(g), joko lyhytaikaisesti (kymmeniä sekunteja) tai useina erillisinä annoksina
- Maksimipitoisuus 10 massaprosenttia otsonia
Tutustu myös näihin artikkeleihin
Biomateriaalien kehitys etenee – uusia biokomposiitteja 3D-tulostukseen
Yhteistyö Etelä-Savon ja Kymen Yrittäjien kanssa vahvistaa Kaakkois-Suomen elinvoimaa
