VTT Uutta | Uutiset2001

4.4. CACTUS säästää vettä paperinvalmistuksessa


Tekesin ja metsäklusterin keskeisten yritysten rahoittamassa ja VTT:n koordinoimassa paperinvalmistuksen vedenkulutuksen pienentämiseen tähdänneessä CACTUS-teknologiaohjelmassa tutkittiin uusien vedenpuhdistusmenetelmien toimintaa, kytkemistä prosessiin sekä niiden kokonaisvaikutuksia. Kemistit, fyysikot, paperi-insinöörit ja energia-alan asiantuntijat yhdistänyt nelivuotinen 100 Mmk:n ohjelma on tuottanut uutta tietoa paperinvalmistuksen vedenkäytön monimutkaisista riippuvuussuhteista. Vedenkäyttöä pienentävien prosessimuutosten ympäristövaikutusten tarkasteluun kehitettiin koko tehtaan kattava laskentajärjestelmä, joka on otettu käyttöön sekä teollisuudessa että korkeakouluissa.

Suomen metsäteollisuus on pienentänyt toiminnastaan aiheutuvaa vesistökuormitusta noin kahdeskymmenesosaan 70-luvun alussa vallinneesta tasosta. Ympäristövaikutusten pienentäminen on vaatinut uusien teknologioiden ja tuotantomenetelmien kehittämistä ja käyttöönottoa. Metsäteollisuus ry:n tilastojen mukaan ympäristönsuojeluun on investoitu vuodesta 1985 lähtien noin 8 miljardia markkaa. Vaikka tähänastiset tulokset ovat kansainvälisestikin katsoen hyviä, on ponnisteluja ympäristövaikutusten pienentämiseen maassa, vedessä ja ilmassa jatkettava.

Veden- ja energiankäytön vähentäminen tehostaa ympäristönsuojelua

Metsäteollisuuden pidemmän aikavälin tavoitteiden mukaisesti on ympäristönsuojelussa pyrittävä kaikenlaiseen tehokkuuden lisäämiseen niin raaka-aineiden kuin muidenkin tuotantopanosten käytössä. Veden- ja energiankäytön vähentäminen on tärkeää ympäristönsuojelua tehostettaessa.

Metsäklusterin yritykset ovat yhdessä Tekesin ja VTT:n kanssa CACTUS-ohjelmassa kehittäneet osaamista, jonka avulla paperinvalmistuksen
vedenkulutusta voidaan pienentää. Tutkimuksessa selvitettiin myös kiertoveden laadun mittaamista ja prosessin kemiallisten ilmiöitten hallintaa sekä kehitettiin simulointityökaluja.

Tieto talteen omaan simulointiympäristöön

Oman simulointiympäristön kehittämisellä pyrittiin luomaan kokonaisuus, mihin tutkimusohjelmassa syntyvä tieto voitaisiin tallentaa ja minkä avulla teknologiaan osallistuvat tahot voisivat sitä helposti hyödyntää. Simulointiosaamisen kehittämisen katsottiin myöskin vahvistavan Suomen asemaa paperinvalmistuksen ja paperikoneteknologian kehittämisen eturintamassa. Tavoitteena oli löytää ratkaisuja, joiden avulla voidaan turvata tulevaisuudessakin korkealaatuisten puupitoisten papereiden tehokas valmistus, mikä on suomalaisen paperiteollisuuden kilpailukyvyn perusta.

Ohjelman tuottama tieto on merkittävästi selvittänyt vedenkäytön riippuvuussuhteita, kohottanut yritysten omaa tiedon tasoa ja auttanut hahmottamaan kiertovesijärjestelmän ja koko prosessin sulkemisen ongelmia. Ohjelmaa käynnistettäessä nähtiin vedenkäytön oleellisen pienentämisen huonontavan prosessiveden laatua ellei vettä erikseen puhdisteta. Edelleen todettiin, että sisäisessä vedenpuhdistuksessa erotetuille aineille on tärkeää löytää kokonaisuuden kannalta järkeviä hyödyntämistapoja. Keskeisenä tavoitteena tutkimuksissa olikin tarkastella paperinvalmistusta kokonaisvaltaisesti ns. kestävän kehityksen näkökulmasta. Tulevaisuuden prosessikonsepteja ei voida rakentaa pelkästään vesistökuormituksen alentamisen tavoitteille, vaan on otettava huomioon myös kiinteiden jätteiden muodostus ja energiankäyttö sekä kustannukset. Nyt näitä asioita voidaan tarkastella entistä systemaattisemmin VTT Energian kehittämän BALAS-simulointiohjelmiston avulla.

VTT:n BALAS-ohjelmistoa käytetty ahkerasti tukena kehitystyössä

CACTUS-ohjelman toteutuksessa mukana olleet metsäklusterin yritykset (UPM-Kymmene, Stora Enso, Metsä-Serla, Myllykoski, Metso, Andritz-Ahlstrom, Hadwaco, Kemira Chemicals ja Raisio Chemicals), korkeakoulut ja eräät suunnittelutoimistot ovat nyt laajentamassa simulointiohjelmiston käyttöä prosessin ja laitteistojen kehittämisessä, tehdassuunnittelussa, kemikaalien käytön suunnittelussa ja opetuksessa sekä siirtymässä siten uuteen aikakauteen ympäristöystävällisten prosessien kehittämisessä ja optimoinnissa.

BALAS-ohjelmistoa on jo käytetty mm. Stora Enson Kotkan tehtaiden uuden jäähdytysvesijärjestelmän suunnittelussa ja UPM-Kymmenen Jämsänkosken tehtaiden voimalaitoksen uusinnan suunnittelussa sekä Metsä-Serlan Takon tehtaiden ympäristölupahakemuksen lähtöarvojen laskennassa. Ohjelmisto on siis osoittautunut käyttökelpoiseksi hyvin erilaisten korjaus- ja muutosinvestointien suunnittelussa. Tarkemman suunnittelun ja hyvin moninaisten vaihtoehtojen tarkastelujen kautta voivat investoinneissa saavutettavat säästöt nousta useisiin kymmeniin miljooniin markkoihin.

CACTUS-ohjelman tulokset ovat omalta osaltaan parantaneet edellytyksiä kasvattaa vettä säästävien laitteiden ja prosessien vientiä maihin, joissa vesi on, toisin kuin Suomessa, niukkuustekijä.

Lisätietoja: Kari Edelmann, ohjelmapäällikkö, VTT Energia, 040 500 9755,
Esko Kukkamäki, ohjelman johtoryhmän puheenjohtaja, UPM-Kymmene, 040 526 1371, Mikko Ylhäisi, ohjelman vastuuhenkilö Tekesissä, 050 557 7877

Uutta | Uutiset2001

VTT