Dynamic compression and liquid transport in fibre systems under press nip conditions
Tid: To 2025-12-11 kl 10.00
Plats: D3 / 4333, Lindstedtsvägen 5
Videolänk: https://kth-se.zoom.us/j/66656634355
Språk: Engelska
Ämnesområde: Fiber- och polymervetenskap
Respondent: Patrick Wegele , Fiberprocesser
Opponent: Professor Mark Martinez, University of British Columbia, Kanada
Handledare: Professor Daniel Söderberg, Wallenberg Wood Science Center, Teknisk mekanik, Fiberprocesser
QC 20251118
Abstract
Papper, som en biobaserad produkt, är ett nyckelmaterial för en hållbar cirkulär ekonomi. Vid papperstillverkning krävs energikrävande torkning för att avlägsna kvarvarande vatten ur cellulosafibernätverket. Våtpressning är därför ett avgörande steg som minskar mängden vatten som måste avdunstas i torksektionen och därmed sänker energiförbrukningen.
I våtpressning passerar pappersbanan en presszon mellan två belastade valsar, stödd av en pressfilt. Belastningen driver vatten från banan genom filten och in i valsöverdragets hålrum. Observationer visar att kompressionsbeteende och mättnad i båda komponenterna starkt påverkar avvattningseffektiviteten, men deras respons under realistiska förhållanden är ännu inte fullt förstådd. Denna avhandling undersöker därför kompressibilitet och vätskefördelning i fibersystem under pressförhållanden.
Arbetet kombinerar laboratorieexperiment, röntgenavbildning och fysikbaserade modeller. Detta möjliggör kvantifiering av dynamisk kompressibilitet och hålvolymförlust i spårade polyuretanvalsöverdrag, en nyckelfaktor för valsdesign. Studier av belastningsvariationer i gränsskiktet filt–valsöverdrag visar att avvattningen förbättras när högpermeabla filteregioner skapas av spårstrukturen. Vätskefördelningen i pressfiltar karakteriseras som funktion av belastning och mättnad och visar omfördelning i z-led under kompression till följd av den icke-vävda morfologin. Högre filtmättnad ökar den dynamiska vätsketransporten och kopplar relativ permeabilitet till observerade förbättringar i avvattning när nipmättnad uppnås. Slutligen visas att röntgenmultiprojektionsavbildning~(XMPI) kan upplösa vätsketransport på pornivå och möjliggör framtida studier av återvätning mellan pressfilt och pappersbana.