1. School of Chemical Technology
Degree Programme of Forest Products Technology
Simo Hoikkala
ANALYSIS OF VARIOUS PAPER-MAKING CHEMISTRY MANAGEMENT
CASES BY MODELLING AND SIMULATION
Master’s thesis for the degree of Master of Science in Technology
submitted for inspection, Espoo, 5 October, 2011.
Supervisor Professor Jouni Paltakari
Instructor D.Sc. (Tech.) Erkki Räsänen

2. School of Chemical Technology
Degree Programme of Forest Products Technology
Abstract of Master’s Thesis
Author
Simo Hoikkala
Title of Thesis
Analysis of Various Paper-making Chemistry Management Cases by
Modelling and Simulation
Abstract
Simulation can be used to study processes and their properties. Although many
simulation programmes are available for the paper and pulp industry, a programme
that focuses on process water has not been developed. Because of this, Kemira
R&D decided to build its own simulation tool. Building such a tool from scratch
requires documentation and test usage.
The purpose of this thesis was to document and study the utilisation of the self-
made simulation tool for modelling paper, pulp and water treatment processes. The
models in the simulation tool were written with C++ and the simulations were made
with the LabView programme. In the applied part, the first experiment was to study
water circulation in a paper-making process and the formed deposits in the water
circulation. The first experiment also studied the effect of the coating change to the
deposits. The second experiment studied the biocide feeding sequences in a four-
tank system.
The utilisation of the simulation proved useful in problem-solving situations in
which there was no possibility for trial runs. In the first experiment, the simulation
verified that high oxalate level was the problem source of the deposits in the
papermaking process. The second experiment revealed that the best feeding
sequences were fed at the beginning of the process.
Chair Chair code
Paper technology Puu-21
Supervisor Pages
Professor Jouni Paltakari 68 + 4
Instructor Language
D.Sc. (Tech.) Erkki Räsänen English
Keywords Date
Paper process, biocide, simulation 5 October 2011

3. Kemian tekniikan korkeakoulu
Puunjalostustekniikan tutkinto-ohjelma
Diplomityön tiivistelmä
Tekijä
Simo Hoikkala
Diplomityön nimi
Erilaisten paperinvalmistuksen kemian hallintaan liittyvien tapausten
analysointi mallinnuksella ja simuloinnilla
Tiivistelmä
Simulointia voidaan käyttää prosessien ja niiden ominaisuuksien tutkimiseen. Paperi-
ja selluteollisuuden prosessien simulointiin on saatavilla useita ohjelmia mutta
ohjelmaa, joka olisi keskittynyt prosessivesiin, ei ole saatavilla. Tästä johtuen Kemira
T&K:ssä päädyttiin rakentamaan oma simulointityökalu. Simulointityökalun
rakentaminen alusta lähtien vaatii dokumentointia sekä koekäyttöä.
Tämän työn tarkoitus oli dokumentoida ja tutkia itserakennetun simulointityökalun
käyttöä paperi-, sellu- ja vedenpuhdistusprosessien mallinnukseen. Simuloinnissa
käytetyt mallit tehtiin C++ kiellä, mallien käyttöä ja ylläpitoa ajatellen. Simuloinnit
suoritettiin LabView ohjelmalla. Soveltavassa osassa ensimmäisenä
tutkimuskohteena oli paperikoneen vesikierto ja siinä muodostuva sakka, sekä
päällysteen vaihdon vaikutus sakkaan muodostukseen. Toisena tutkimuskohteena oli
biosidin syöttösekvenssit neljän säiliön systeemissä.
Simuloinnin käyttö osoittautui hyödylliseksi ongelman ratkaisutilanteissa, joissa ei
ollut mahdollisuutta tehdä tehdasmittakaavan koeajoja. Simuloinnin avulla voitiin
varmistaa korkean oksalaattipitoisuuden sakan muodostumisen ongelmalähteeksi
paperinvalmistusprosessissa. Toisessa tutkimuskohteessa havaittiin parhaat
biosidipitoisuudet prosessisa, kun biosidin syötettiin prosessin alkupään säiliöihin.
Professuurin nimi Professuurin koodi
Paperitekniikka Puu-21
Työn valvoja Sivumäärä
Professori Jouni Paltakari 68 + 4
Työn ohjaaja Kieli
TkT Erkki Räsänen englanti
Avainsanat Päiväys
Paperiprosessi, biosidi, simulointi 5.10.2011