Tavallisessa paperikoneessa paperikilon valmistukseen tarvitaan jopa parikymmentä litraa vettä, mutta uusi kuivapaperitekniikka käyttää vain litran.

TEKSTI:Risto Varteva


 

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Julkaistu Tiede-lehdessä 6/2003

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Paperia puhaltamalla

Tavallisessa paperikoneessa paperikilon valmistukseen tarvitaan


jopa parikymmentä litraa vettä, mutta uusi kuivapaperitekniikka käyttää vain litran.

Jokaisen paperikilon valmistamiseen tarvitaan nykymenetelmin 10-20 litraa vettä. Vettä kuluu paljon, koska suurella vesimäärällä kuidut saadaan leviämään alustalleen niin siististi, että tuloksena on tasapaksua ja tasalaatuista paperia. Alustana käytetään tiheäsilmäistä metalliverkkoa, viiraa, jonka rei’istä vesi valuu pois. Viiran päälle jäävät kuidut muodostavat toisiinsa takertuneina paperin.

Vesi on tässä pelkkä väliaine, jonka avulla paperista saadaan sellaista kuin halutaan. Paperikoneesta poistuva vesi on helppo puhdistaa, joten se ei ole ympäristöongelma.

Silti suurista vesimääristä halutaan eroon. - Veden pumppaaminen ja paperin kuivaaminen kuluttavat paljon energiaa, kertoo Teknillisen korkeakoulun TKK:n paperitekniikan professori Hannu Paulapuro. - Siksi veden määrää halutaan pienentää.

Kuivapaperin kehitys alkoi Venäjältä

Kuivapaperiksi kutsuttua paperinvalmistusta alettiin alkuaan kehittää Pietarin kasvipolymeeriteknisessä yliopistossa. Siinä tarvitaan yhtä paperikiloa kohti vain yksi litra vettä!

Näin tiheä kuitujen ja veden seos eli sulppu on niin sakeaa, ettei se leviä viiralle itsestään kuten tekee sellainen seos, jossa on vettä sata kertaa enemmän.

- Tässä otetaan avuksi ilmavirta, Paulapuro selvittää. - Vähävetinen sulppu puhalletaan viiralle ylhäältä, jolloin kuidut leviävät tasaisesti. Vapaata vettä ei ole, vaan kaikki jäännösvesi poistuu vasta kuivauksessa.

Paperimassa puristetaan ja kuivataan suunnilleen samaan tapaan kuin nykymenetelmissä mutta paljon vähemmällä energialla.

TKK:n paperitekniikan laboratoriossa Otaniemessä on pieni koelaite, jossa voidaan valmistaa uudella menetelmällä noin 20 x 20 sentin kokoisia paperiarkkeja. Pleksistä rakennetun parimetrisen torven sisällä näyttää riehuvan lumimyrsky, kun ilmavirta puhaltaa kuidut viiralle.

- Menetelmässä on eräitä pulmallisia yksityiskohtia, jotka ratkaistaan näissä kokeissa, Paulapuro kertoo. - Kun ne on selvitetty, on tarkoitus rakentaa paljon isompi koekone.

Yksi pulmista on kuitujen tiettyjen osien käyttäytyminen. Runsasvetisessä sulpussa kuidut käyttäytyvät siivosti, mutta ilmavirran mukana lentävissä kuiduissa on vielä muutamia ongelmia.

Tähtäimessä painopaperi

Paulapuro kertoo, että vähävetistä sulppua käytetään kyllä jo nykyisinkin, mutta vain pehmopapereiden valmistukseen. Sen sijaan painopaperin tiiviys ja muut ominaisuudet vaativat runsasvetistä sulppua. Nyt kehitteillä oleva menetelmä tähtääkin siihen, että myös niukalla vedellä saataisiin painopaperia. Hanketta rahoittavat Tekes ja kotimainen paperi- ja paperikoneteollisuus.

Täysin kuivista kuiduista paperia ei edes voi tehdä, sillä vettä tarvitaan luomaan kuitujen väliin vetysidoksia, jotka pitävät paperin koossa. Vesimolekyylit ovat kuin välittäjäaine, joka houkuttelee kuidut takertumaan toisiinsa. Nämä sidokset jäävät jäljelle, vaikka vesi paperia kuivattaessa haihtuu pois.

Näkevä pora säästää rahaa ja aikaa

Saksalainen tunneliyhtiö Herrenknecht AG on kehittänyt yhdessä Euroopan avaruusjärjestön Esan kanssa poran, joka näkee etukäteen, minkälaista maaperää on vastassa. Herrenknecht tunnetaan erityisesti Elben ali kulkevasta tunnelista, jonka se kaivoi Hampuriin.

Keksintö on kullanarvoinen, sillä yllättävät maaperän laadun vaihdokset voivat tuhota kalliin porankärjen ja viivyttää töitä.

Poran "näköaisti" perustuu seismologiaan. Poran roottoriin asennetaan erikoisvalmisteinen lähetin ja mikrofoneja. Lähetin suoltaa ääntä poran edessä olevaan maaperään, ja mikrofonit rekisteröivät äänen tuottamia kaikuja. Science Dailyn verkkouutiset kertovat, että taaempana porassa oleva tietokone tulkitsee kaiut ja varoittaa tarvittaessa poran käyttäjiä.

Moottori vaikka viruksen selkään

Jopa millimetrin tuhannesosan kokoisia kojeita saa jo kaupan hyllyltä, mutta nyt laboratoriossa "hyrisee" moottori, jonka pyörivän osan läpimitta on vain kolme millimetrin kymmenestuhannesosaa eli kolmassadasosa ihmisen hiuksen paksuudesta.

- Se on maailman pienin keinotekoinen moottori, kehuu Kalifornian Berkeleyn yliopiston professori Alex Zettl tutkimusryhmänsä saavutusta opinahjonsa tiedotteessa.

Moottori tehtiin etsaamalla nanoputki piisiruun. Nanoputki toimii akselina. Roottori on kultainen. Lopputulos on niin pieni, että se sopisi matkaamaan jopa isoimpien virusten selässä.

Sisältö jatkuu mainoksen alla