Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Realtidsanalys av kiselsol
KTH, School of Chemical Science and Engineering (CHE).
2012 (Swedish)Independent thesis Basic level (professional degree), 10 credits / 15 HE creditsStudent thesisAlternative title
Real Time Analysis of Silica Sol (English)
Abstract [sv]

Traditionell mätteknik innebär att instrument monteras i rör eller på andra sätt förs in i processen. Detta kan vara problematiskt vid svårhanterliga processfluider och i vissa fall ge missvisande analysresultat. Tekniken Aktiv Akustisk Spektroskopi, som bygger på att mäta en utsänd ljudsignals dämpning genom processfluider, kan dock kringgå detta. Mätinstrumentet med denna teknik kallas för Acospector och marknadsförs av företaget Acosense. Instrumentet är helt beröringsfritt och kan installeras och underhållas utan processtopp. Genom multivariat analys av ljudspektrum från instrumentet fås information om processen, fluiden och dess fysikaliska egenskaper så som viskositet, koncentration, torrsubstans, densitet m.m.

 

Projektet ”Realtidsanalys av kiselsol” genomfördes under 10 veckor som en del av Acosenses utvecklingsarbete för nya användningsområden för Acospector. Projektet utredde möjligheten till realtidsanalys av specifik yta för kiselsol vid en ny mätposition hos Akzo Nobel Pulp Performance Chemicals (tidigare Eka Chemicals).

 

Projektet har haft som mål att validera Acosense teknik för den nya mätpositionen mot den fysikaliska egenskapen specifik yta. Detta skulle göras genom att ta fram ett så bra kalibreringsunderlag som möjligt och skapa en kalibrerad modell som kan prediktera egenskaper hos ett valideringsset. Ett annat mål var även att granska befintliga laborationsmetoder hos Akzo Nobel för specifik yta.

 

Arbetet bestod till stor del av att samla in kalibreringsprover som analyserades med avseende på specifik yta, pH, Na2O-halt, turbiditet, densitet, viskositet och konduktivitet. För proverna erhölls även spektrum som behandlades med Direct Fourier Transform och analyserades samt korrelerades med laborationsresultaten med hjälp av multivariat analys. 

 

Viktiga parametrar för att få så jämförbara resultat för specifik yta som möjligt är noggrant och konsekvent utförda laborationsanalyser, pH-elektrodens känslighet och tiden från det att prov tagits ut till dess att analys utförs. Granskning av Akzo Nobels laborationsmetoder gav inga konkreta förslag på förändringar i laborationsinstruktionen, även om projektets och fabriksoperatörers resultat skilde sig åt.  

 

Resultaten från multivariat analys av spektrumen och laborationsresultaten visade efter den initiala valideringen med befintlig data ge en bra modell för att mäta specifik yta. Arbetet med att få fram modellen, genomfördes genom att börja med att identifiera ett fåtal observationer som avvek från övriga. De kunde efter fortsatt granskning uteslutas. Rekommendation är att genomföra ytterligare validering av modellen med ett externt dataset. När ett sådant test är gjort skulle det kunna bevisas hur applicerbar framtagen modell är för applikationen realtidsanalys av specifik yta hos kiselsol.

 

Inför nya installationer av Acospectorn verkar liknade projekt med riktade punktinsatser för insamling av större mängd laborationsprover genomförda på samma sätt, vara ett bra sätt att kunna säkerställa ett kalibreringsunderlag med bra kvalitet. Noggrant utförda analyser och bra analysmetoder begränsar spridningen i resultaten vilket kan ge bra resultat under en kort tidsperiod.

Abstract [en]

Traditional measurement techniques are often conducted by mounting instruments inside pipes or are in other ways introducing them to the process. This can be problematic when handling process fluids that are dangerous, cause precipitations or are in other ways hard to handle and might give misleading results. One way to avoid these problems are using the measuring technique Active Acoustic Spectroscopy. Active Acoustic Spectroscopy is conducted by measuring sound signals attenuation through process fluids. The instrument for this is called Acospector and is produced and marketed by the company Acosense. The Acospector is noninvasive and can be installed and maintained without needing to stop the manufacturing process. Through multivariate data analysis of the spectrums from the instrument, vital information is revealed about the process.

 

The project “Real Time Analysis of Silica Sol” was conducted during 10 weeks as a part of Acosense development plan for new application areas. The project evaluated the possibility of real time analysis of specific surface of silica sol at a new position at Akzo Nobel Pulp & Performance Chemicals (former known as Eka Chemicals).

 

The objective of the project was to validate Acosense technique for the new position and specific surface. This was to be done by collecting as good calibration data as possible and create a model which could predict properties of a validation data set. Another objective was to evaluate Akzo Nobel’s lab methods for analyzing specific surface.

 

A large part of the work was to collect calibration samples from the process and analyze them for specific surface, pH, Na2O-content, turbidity, density, viscosity and conductivity. A spectrum was also collected for each calibration sample with the Acospector. These spectrums were then treated with Direct Fourier Transform and analyzed and correlated with lab results by multivariate data analysis.

 

Important parameters for comparable results are carefully and consistent conducted analysis, the pH-electrodes sensitivity and the time that passes between the out take of the sample and analysis. Evaluation of Akzo Nobel’s lab methods for specific surface gave no suggestions to changes in the lab instruction even though the projects results and factory operators’ results deviated.

 

The results from the multivariate analysis of the spectrums and lab results showed after an initial validation with collected data to give a good model for prediction of specific surface. The work to develop the model was done by identifying some observations that deviated from the others. These could after further review be excluded from the data set. It is recommended to conduct further validation of the model with a new data set that hasn’t been used to build the model. When this is done, it would be proved how useful the model is for the application of real time analysis of specific surface at Akzo Nobel. 

 

For new installations of the Acospector similar projects, with targeted operations for collecting large amounts of lab samples conducted in the same way, seems to be a good way to ensure good quality of the calibration data. Thoroughly and consistent conducted analyzing methods are crucial to limit the error in the calibration data and produce good results during a short period of time. 

Place, publisher, year, edition, pages
2012. , 30 p.
Keyword [sv]
Aktiv akustisk spektroskopi, multivariat analys, realtidsanalys, kiselsol
National Category
Engineering and Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-146193OAI: oai:DiVA.org:kth-146193DiVA: diva2:722685
Educational program
Bachelor of Science in Engineering - Chemical Engineering
Available from: 2014-06-09 Created: 2014-06-09 Last updated: 2015-06-25Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(1613 kB)260 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 1613 kBChecksum SHA-512
9c7906c5f95d82aac6265f2aafa07d7723437216cb69e333285fc4681e7f169a5e8c66d0da53b9a69b52860ccf1c750361c8697dc69d6421ad38dd4416bb0ba0
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
School of Chemical Science and Engineering (CHE)
Engineering and Technology

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 260 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 89 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf