Kağıt üretiminde kimyasal optimizasyonu: Endüstri 4.0 geçişinin kalite ve maliyet üzerindeki etkileri
Chemical optimization in paper production: The effects of industry 4.0 transition on quality and costs
- Tez No: 987734
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MUSTAFA ÇİÇEKLER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Ağaç İşleri, Wood Products
- Anahtar Kelimeler: Kağıt endüstrisi, Paper industry
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Orman Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu yüksek lisans tezinde, kağıt üretiminde kullanılan başlıca kimyasal katkı maddelerinin (polydadmac, retansiyon polimeri, dolgu maddesi, pH dengeleyici, drenaj kimyasalı ve yüzey nişastası) Endüstri 4.0 otomasyon sistemleriyle optimize edilmesinin, fluting (120 g/m2) kağıtların mekanik ve fiziksel özellikleri üzerindeki etkisi endüstriyel ölçekte incelenmiştir. Çalışmada, üretim hattına entegre edilen sensörler ve otomasyon sistemleri sayesinde, kimyasal dozajlamalar gerçek zamanlı olarak hassas biçimde kontrol edilmiştir. Elde edilen süreç ve kalite verileri, Endüstri 4.0 entegrasyonu öncesi (2022) ve sonrası (2024) olmak üzere iki dönemde karşılaştırılmıştır. Sonuçlar, polydadmac dozajında yaklaşık %20–30, dolgu maddesi kullanımında ise %8–12 oranında azalma sağlandığını göstermiştir. Buna rağmen fluting kağıtların mekanik dayanım özelliklerinde kalite kaybı gözlenmemiş; CMT (Yüzey Ezilme Testi) değerleri 215–225 N'dan 225–235 N'a, SCT (Kısa Aralıklı Ezilme Testi) değerleri 2,10–2,25 kN/m'den 2,25–2,40 kN/m'ye, CCT (Dikey Ezilme Testi) değerleri ise 1,30–1,40 kN'dan 1,40–1,55 kN'a yükselmiş, patlama mukavemeti %5–10 oranında artarken kopma mukavemeti korunmuştur. Fiziksel olarak kalınlık sabit kalmış, porozite süresi %15–25 artmış ve dolgu oranı hedef aralıklarda tutulmuştur. Ayrıca, Endüstri 4.0 tabanlı dozaj optimizasyonu ile 1 ton kağıt için toplam kimyasal maliyet 2022'de 106,50 € iken 2024'te 65,10 €'ya düşmüş (−%38,9) ve özellikle dolgu maddesi (−%68,2) ile polydadmac (−%33,8) kaynaklı tasarruflar, ürün mukavemeti korunarak elde edilmiştir.
Özet (Çeviri)
This master's thesis investigates, at an industrial scale, the effects of optimizing major chemical additives used in paper production (polydadmac, retention polymer, filler, pH control chemical, drainage aid, and surface starch) through Industry 4.0 automation systems on the mechanical and physical properties of fluting paper (120 g/m²). Chemical dosages were precisely controlled in real time using sensor-based automation systems integrated into the production line, and process and quality data obtained before (2022) and after (2024) the Industry 4.0 integration were comparatively evaluated. The results showed that polydadmac dosage was reduced by approximately 20–30% and filler usage by 8–12%. Despite these reductions, no loss in the mechanical strength of fluting papers was observed; CMT (Crush Medium Test) values increased from 215–225 N to 225–235 N, SCT (Short Span Compression Test) values from 2.10–2.25 kN/m to 2.25–2.40 kN/m, and CCT (Concora Crush Test) values from 1.30–1.40 kN to 1.40–1.55 kN. Burst strength increased by 5–10%, while tensile strength remained at similar levels. Physically, paper thickness remained constant, porosity time (Gurley) increased by 15–25%, and filler content was maintained within the targeted process ranges. In addition, Industry 4.0-based dosage optimization reduced the total chemical cost per ton of paper from €106.50 in 2022 to €65.10 in 2024 (−38.9%), with the greatest savings observed for filler (−68.2%) and polydadmac (−33.8%), while preserving product strength.
Benzer Tezler
- Doğal terpen-rosin fenolik reçinenin çevreci bir yaklaşımla sentezi ve yapay sinir ağları ile modellenmesi
Synthesis of natural terpene-rosin phenolic resin with an environmental approach and artificial neural network modelling
NAİLE ANGIN
Doktora
Türkçe
2024
KimyaBursa Teknik ÜniversitesiOrman Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT ERTAŞ
- Development of cellulose and polyhydroxybutyrate (PHB)-based materials and tissue engineering applications
Selüloz ve polihidroksibütirat temelli materyallerin geliştirilmesi ve doku mühendisliği uygulamaları
GÜLNİHAL BOZDAĞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
BiyoteknolojiMarmara ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. DİLEK KAZAN
- Optıcut: Desen minimizasyonlu tek boyutlu stok kesme problemi için yeni bir sezgisel yaklaşım
Opticut: A new heuristic algorithm for the one-dimensional cutting stock problem with pattern minimisation
NAHSEN KAYHAN
Doktora
Türkçe
2025
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiSakarya ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ESRA TEKEZ
- Atık elektro filtre manyezit tozlarının çözünme davranışının optimizasyonu ve geri kullanılabilirliğinin belirlenmesi
The Optimization of dissolution behaviour of electrofilter magnesite dust waste and determination of its recyclebility
GÖZDE AYVAZOĞLUYÜKSEL
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
Maden Mühendisliği ve MadencilikEskişehir Osmangazi ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALDUN KURAMA
- Çam iğnesinden selüloz eldesi ve optimizasyonu
Cellulose extraction and optimization from pine needles
NİHAL YİĞİT
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Kimya MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AZMİ SEYHUN KIPÇAK