20. August 2009
Kirjoittajat: Vesa Huovila, Ilkka Kartovaara, Pekka Pölläne
Companies: Enso-Gutzeit, Tampella
People: Jukka Lehtinen, Matti Sundberg
4.30. Condebelt kuivatus
Teknologian kehittämisen alkuvaiheet
Condebelt-prosessin toimintaperiaatteen keksijä oli Tri Jukka Lehtinen. Tuotekehityksen teki Tampella Papertech. Prosessin toimintaidean ydin on paineella aikaansaatu erittäin hyvä lämmönsiirto kuumentavasta pinnasta rataan ja ns. heatpipe-ilmiö radan sisäisessä lämmön ja aineen siirrossa. Kuumentavalla pinnalla höyrystetty vesi kondensoidaan radan vastakkaisella puoleella olevalla jäähdyttävällä pinnalla (tästä tulee nimen alkuosa) ja näin ylläpidetään tehokas aineen (veden)siirtoa ajava gradientti. Kuumennus ja jäähdytys toteutetaan päättömillä teräsnauhoilla.
Teknologialla arvioitiin voitavan lyhentää merkittävästi kartonkikoneen kuivatusosaa ja alentaa energiankulutusta. Muutoksena vallitsevaan teknologiaan verrattuna se oli luultavasti suurin hyppäys, mitä paperinvalmistuksessa on tehty sitten jatkuvan prosessin keksimisen.
Ensimmäiset koelaitteet olivat staattisia laboratoriolaitteita. Niitä rakennettiin vuosien 1978-1988 aikana 8 erilaista versiota. Kuivatuskokeissa tehtiin tärkeä havainto: Tehokkaan lämmönsiirron ja nopean kuivatuksen lisänä saatiin aivan poikkeuksellisia paperiteknisiä ominaisuuksia, erityisesti z-suunnan lujuus.
Tärkeä edistysaskel ja tekninen välitavoite oli Tampella Papertechin Inkeroisten uudelle koelaitokselle rakennettu pilot-mittakaavainen yksikkö, joka otettiin käyttöön v. 1990. Jo ensimmäiset koeajot osoittivat, että staattisilla koelaitteilla saavutetut paperin ominaisuuksien ”vallankumoukselliset” parannukset toteutuivat myös dynaamisessa prosessissa.
Päätös kaupallistamisesta
Niukasti 90-luvun alun pankkikriisin jaloista selviytynyt kehitysprojekti odotti nyt seuraavaa haastetta eli tuotteen kaupallistamista.
Jo tässä vaiheessa oli selvää, että ensimmäinen toimitus tulisi olemaan kaupallinen prototyyppi, joka vaatisi huomattavasti tavallista enemmän tehtaalla käynnistämisen yhteydessä tapahtuvaa kehitystyötä. Erityisen haasteen muodostivat perinteisestä paperikoneteknologiasta täysin poikkeavat tekniset ratkaisut. Tärkein haaste oli condebelt-prosessin keskeisen komponentin – teräsnauhan (tästä nimen loppuosa) kestävyys taivutuksia ja tiivisteiden aiheuttamaa paikallista kulumista ja kuumenemista vastaan. Parhaiden asiantuntijoiden lausunnot sisälsivät tämän osalta suuruusluokaltaan dekadien epävarmuuksia.
Vuonna 1992 perustetun Valmet-Tampella- yhtiön nimissä kaupallistamiseen päätettiin kuitenkin ryhtyä. Mm. Pääjohtaja Matti Sundberg antoi hankkeelle voimallisen tukensa aivan alusta alkaen.
Teknisistä haasteista johtuen ja aikaisemmista kauas toimitetuista ”hankalista” prototyypeistä viisastuneina sopivaa kohdetta ja asiakasta haettiin ensisijaisesti lähialueilta. Lisäksi toivottiin, että löytyisi mahdollisimman kapea ja hidasnopeuksinen kartonkikone. Lopputuotteen osalta ei ollut mitään erityistä tavoitetta tai näkemystä.
Asiakas löydetään Pankakoskelta
Varsin pian kehittäjän ja asiakkaan tarpeet kohtasivat kun Tampereelle kantautui tieto, että Enson Pankakosken tehtaalla olisi tarvetta kehittää uusia tuotteita.
Pankakosken tehtaan tarpeiden tausta oli seuraava. 1990-luvun alkupuolella tehdas tuotti kahdella pienellä kartonkikoneella 100 000 tonnia erikoiskartonkeja. Kartonkikone 3 (KK3) valmisti n. 50 000 t/v hylsykartonkia käyttäen raaka-aineenaan keräyspaperia, lähinnä aaltopahvi- ja kartonkijätettä.
Vuonna 1992 Enso ja UPM päättivät yhdistää hylsykartonki- ja hylsytuotantonsa uuteen perustettavaan yhtiöön, jonka nimeksi tuli Corenso Oy. Samassa yhteydessä päätettiin asteittain lopettaa hylsykartongin tuotanto Pankakoskella. KK2:lle oli jo aiemmin päätetty kehitysohjelma, mutta KK3:n tuotannon jatkuminen uudella tuotevalikoimalla oli tehtaalle elinehto.
Käynnistyneissä keskusteluissa päädyttiin hyvin nopeasti johtopäätökseen, että Condebelt- teknologia tarjosi mahdollisuuden tehdä myös KK 3:lle uskottava kehitysohjelma.
Kun vielä hoksattiin, että KK3:lla olisi mahdollisuus sijoittaa kuivain ns yläkertaan ja jättää vanha kuivatusosa toimimaan sellaisenaan back-up’pina huonoimman skenaarion varalta ja näin pienentää riskiä, oli Valmet-Tampella erittäin kiinnostunut ottamaan Pankakosken uuden teknologian koekentäksi.
Aluepolitiikka ja uuden teknologian käyttöönottoon liittyvä yhteiskunnan investointi- ja tuotekehitystuki edesauttoivat merkittävästi investointien hyväksymistä ja mittavan tuotekehitysohjelman toteutusta.
Tuotekehitysohjelmalla oli Ensossa myös KK3:n investointi laajempi tavoite: Selvittää monipuolisesti Condebelt-teknologian potentiaali Enson kartonkituotannossa. Alkuperäisen korkeapaineisen (>5 bar) ajotavan rinnalle suunniteltiin matalapaineinen (noin 1 bar) ajotapa. Korkeaa painetta tarvittiin ajettaessa erittäin lujia hylsykartonkilajeja. Matalapaineisena ajettaessa pyrittiin parantamaan kartongin sileyttä, mikä mahdollistaisi hioke- ja sellupohjaisten erikoiskartonkien valmistuksen myös KK3:lla. Lisäksi tarkoituksena oli valmistaa hyvän painatuspinnan omaavaa keräyskuitupohjaista aaltopahvipakkausten pintakartonkia, jossa pintakerroksessa käytettiin valkaistun sellun ohella erilaisia sekundamassoja.
Käynnistys ja Pankakosken tavoitteiden toteutuminen
Condebeltin käynnistys v. 1996 sujui ilman suurempia yllätyksiä. Pääasialliset tekniset vaikeudet liittyivät teräsnauhojen ohjaamiseen ja reuna-alueiden säröilyyn. Ensimmäisen käyttövuoden aikana esiintyi luonnollisesti jonkin verran mekaanisia ongelmia, mutta suhteessa teknologian uutuuteen voi perustellusti sanoa käyntiinajon sujuneen hyvin. Laadunhallinnan opettelu täysin uuden prosessilla vaati luonnollisesti oman aikansa.
Kartongin ominaisuuksien parantuminen vastasi hyvin pilot-koeajojen perusteella asetettuja tavoitteita. Kartongin tasaisuus – sekä kosteusprofiili että tasomaisuus – oli poikkeuksellisen hyvä.
Condebeltin avulla onnistuttiin valmistamaan erittäin lujaa hylsykartonkia ja paksuus-stabiilia hylsyjen pintanauhaa. Ei-teknisten syiden takia hylsykartongin tuotantomäärät jäivät kuitenkin melko vähäisiksi. Bulkkilajien markkinahinta oli Pankakosken kustannustason kannalta liian alhainen. Kaikkein lujimpien lajien käyttö on suurinta Aasian tekstiiliteollisuudessa. Rahtikustannukset, valuuttakurssien heilahtelut ja Corenson omistuspohjasta johtuva intressiristiriita myydä Pankakosken kartonkia rajoittivat erikoislujan hylsykartongin tuotannon lisäämistä.
Valkopintainen aaltopahvin pintakartonki, jota valmistettiin lähinnä konsernin omille aaltopahvitehtaille, saavutti hyvän suosion pakkausten käyttäjien keskuudessa. Hyvälaatuisena uusio-tuotteena sillä oli merkittävä imagoetu loppukäyttäjille. KK3 koneleveys ja neliöpainoalue rajoittivat kuitenkin käyttökohteita ja sen seurauksena volyymit eivät nousseet kovin suuriksi. Tuotanto loppui 2000-luvun alkupuolella, kun tehdas lopetti keräyskuidun käytön raaka-aineena. Myös sellu- ja hiokepohjaisten kartonkienvalmistuksessa saavutettiin tekniset tavoitteet ja ne muodostavat koneen tuotannon rungon tälläkin hetkellä. Ja Condebelt-investoinnin ansiosta KK3 ja koko tehdas ovat edelleen toiminnassa, vaikka osa alkuvaiheen tuotteista olikin kilpailukyvyttömyyden takia lyhytikäisiä.
Sekä tuotteiden ominaisuuksien että teknologian toimivuuden suhteen projektin tavoitteet saavutettiin siis varsin hyvin ja ilman suuria vaikeuksia. Onnistumista edesauttoi hyväyhteistyö toimittajan ja asiakkaan välillä sekä koko toteuttavassa organisaatiossa (toimittajan tuotekehitys, Pankakosken tehdas, business-organisaatio, Enson tuotekehitys) vallinnut suoranainen innostus.
Kaupallistamisen jatko
Kaupallisessa mielessä projekti oli laitetoimittajalle vaikea. Ensimmäisenä referenssinä katetaso oli jo alun perin alhainen. Lisärasitteeksi muodostuivat painetason vaatimat, ennakkoarvioita huomattavasti raskaammat teräsrakenteet. Uudentyyppiset rakenteet ja materiaalit aiheuttivat paljon ylimääräistä suunnittelutyötä.
Uusi teknologia herätti luonnollisesti paljon mielenkiintoa kartongin valmistajien keskuudessa. Referenssivierailuja oli todella paljon ja Pankakosken henkilökunta tuki Valmet-Tampellan markkinointia ja teknologian myönteistä esittelyä. Tärkein keskustelun aihe oli aina käytettävyys.
Teknisesti kiinnostavimmat sovelluskohteeet olivat USA:ssa mutta jo 1990-luvulla oli amerikkalainen paperi- ja kartonkiteollisuus siirtynyt hyökkäyksestä puolustuspelaamiseen eikä riskinottokykyä löytynyt. Tilannetta ei varmaankaan helpottanut Valmet-Tampellassa ja myöhemmin Valmetissa alkanut pitkäaikainen organisatorinen turbulenssijakso.
Yksi ensimmäisiä vierailijoita oli korealainen teollisuusmies Mr. Chung, joka melko nopealla aikataululla tilasikin 4,2 m leveän Condebelt-yksikön, jonka maksimi ajonopeus on 750 m/min. Ansanin kaupungissa sijaitsevan koneen tuotesortimentti perustuu nykyisin lähes täysin Condebeltin antamia lujuus- ja sileysominaisuuksia hyödyntäviin tuotteisiin eikä täysin uudenlaistenkaan tuotteiden kehittäminen ole siellä päättynyt.