DE102021103233A1

DE102021103233A1 - Optimierte Herstellung eines Altpapierprodukts

Info

Publication number: DE102021103233A1
Application number: DE102021103233.4A
Authority: DE
Inventors: Falk Albrecht; Linus Friedrich; Axel Gommel; Eckhard Gutsmuths; Vera Loher; Sebastian Schuster; Sylvain Voiron; Wolfgang Müller
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2021-02-11
Filing date: 2021-02-11
Publication date: 2022-08-11
Also published as: EP4291710A1; WO2022171640A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung oder Regelung einer Anlage zur Herstellung eines Altpapier enthaltenden Stoffs, umfassend zumindest ein Förderband, eine Messstrecke, ein Messsystem und eine Auflöseeinrichtung wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Transportieren von Mengen von Altpapier mittels Förderband, über die Messstrecke zu der Auflösevorrichtung; Erfassen zumindest eines Messwertes von jeder dieser Mengen von Altpapier mittels zumindest einem optischen Messsystem an der Messstrecke; Zuordnen des zumindest einen Messwertes zu zumindest einer physikalischen Eigenschaft der Menge von Altpapier und das Quantifizieren eines Regelwertes der physikalischen Eigenschaft auf Basis des zumindest einen Messwertes. Das Erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass in einem weiteren Verfahrensschritt der Regelwert zur Steuerung und/oder Regelung eines oder mehrerer Prozessparameter der Anlage zur Herstellung eines Altpapier enthaltenden Stoffs verwendet wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung oder Regelung einer Anlage zur Herstellung eines Altpapier enthaltenden Stoffs, umfassend zumindest ein Förderband, eine Messstrecke, ein Messsystem und eine Auflöseeinrichtung wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Transportieren von Mengen von Altpapier mittels Förderband, über die Messstrecke zu der Auflösevorrichtung; Erfassen zumindest eines Messwertes von jeder dieser Mengen von Altpapier mittels zumindest einem optischen Messsystem an der Messstrecke; Zuordnen des zumindest einen Messwertes zu zumindest einer physikalischen Eigenschaft der Menge von Altpapier und das Quantifizieren eines Regelwertes der physikalischen Eigenschaft auf Basis des zumindest einen Messwertes.
Verfahren und Anlagen zur Herstellung eines Altpapier enthaltenden Stoffs sind beispielsweise aus DE102008019839 A1 bekannt. Weiterhin ist beispielsweise DE102015118547 A1 bekannt. Hier wird ein Wertstoffstrom, der Altpapier enthält, mit Hilfe von Sensoren und dem erfassen physikalischer Eigenschaften sortiert. So können die verschiedenen enthaltenen Wertstoffe, mit einer hohen Sortierqualität, separiert werden.
Für die Herstellung eines Altpapier enthaltenden Stoffs sind wechselhafte Altpapierqualitäten sowie Altpapier-Bestandteile aus verschiedenen Papiersorten ein Problem, dass zu schwankender Stoffqualität, Störungen der Produktionsprozesse und in der Weiterverarbeitung zu erhöhten Ausschussraten, Abrissen bei Papiermaschinen und Reklamationen bei den aus dem Altpapier enthaltenden Stoff hergestellten Produkten führt.
Die im Stand der Technik bekannten Verfahren sind zwar geeignet Altpapier zu sortieren und zu verwenden, die beschriebenen Nachteile, die aus der großen Schwankungsbreite der Altpapierqualität folgen, bestehen jedoch weiter im Stand der Technik.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, die Qualität des Altpapier enthaltenden Stoffs zu verbessern, sowie die Prozessstabilität der Anlage zur Herstellung des Altpapier enthaltendes Stoffs zu verbessern. Ziel ist es dabei auch bei wechselnder Qualität der Mengen an Altpapier stets die folgenden Verarbeitungs- und Produktionsschritte gleichmäßig und optimal zu steuern und/oder zu regeln, Produktionsausfälle zu vermeiden, Ausschussraten zu reduzieren und einen Altpapier enthaltenden Stoff von definierter Qualität zu fertigen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren entsprechend dem unabhängigen Anspruch gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung finden sich in den Unteransprüchen.
Das Erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass in einem weiteren Verfahrensschritt der Regelwert zur Steuerung und/oder Regelung eines oder mehrerer Prozessparameter der Anlage zur Herstellung eines Altpapier enthaltenden Stoffs verwendet wird.
Dabei werden nicht nur physikalische Eigenschaften der Mengen von Altpapier gemessen und bewertet, sondern es besteht erstmals die Möglichkeit mit einem quantifizierten Regelwert direkt auf schwankende physikalische Eigenschaften der eingesetzten Mengen von Altpapier zu reagieren und die Prozessparameter vorteilhaft anzupassen. So können in Abhängigkeit der physikalischen Eigenschaften stets die optimalen Prozessparameter gewählt werden und Schwankungen gezielt ausgeglichen werden. Zudem können Ausschussraten minimiert werden und Reinigungsparameter so gewählt werden, dass stets eine Energie- und Ressourcen effiziente Produktion ermöglicht wird.
Vorteilhaft für die Steuerung der Prozessparameter mittels Regelgrößen ist es insbesondere, wenn eine Vielzahl von physikalischen Eigenschaften gleichzeitig für die Regelung und/oder Steuerung zur Verfügung stehen. So kann beispielsweise eine Regelparameter für die physikalische Eigenschaft der Farbe die Anzahl und Leistung der Reinigungsstufen regeln, während gleichzeitig ein Regelparameter für die physikalische Eigenschaft der Eingangsfeuchte die Konsistenz der Auflöseeinrichtung regelt.
Der Einsatz von einem optischen Messsystem hat sich dabei als besonders Vorteilhaft gezeigt, da hier eine Vielzahl von Eigenschaften gleichzeitigt erfasst werden können. Dabei kann das optische Messsystem sowohl Sensoren wie beispielsweise digitale Kameras, optische Abstandsmessungen aufweisen als auch Beleuchtungseinheiten und Abschirmungen enthalten. Die Abschirmung kann dabei so gewählt werden, dass Umwelteinflüsse die Messwerte nicht beeinflussen. Versuche im Zusammenhang dieser Erfindung, haben besonders gezeigt, dass Umgebungslicht zu schwankenden Belichtungen und Messfehlern der digitalen Kameras führen kann.
Das Förderband hat hier die Aufgabe die Mengen an Altpapier über eine Messstrecke zu der Auflösevorrichtung zu transportieren. Im Sinne dieser Erfindung können hier auch dem Förderband in seiner Wirkung vergleichbare Transportvorrichtungen die Mengen an Altpapier über die Messstrecke zu einer Auflöseeinrichtung transportieren.
Weiterhin vorteilhaft ist ein Verfahren nach einem der Ansprüche, wobei das optische Messsystem über zumindest eine digitale Kamera und zumindest eine Beleuchtungseinheit verfügt, geeignet zumindest ein digitales Bild der Mengen des Altpapiers aufzunehmen und an einen Computer zu übermitteln.
In dem optischen Messsystem zumindest eine digitale Kamera zu verwenden hat sich bewährt, da die digitalen Bilder eine Vielzahl von physikalischen Eigenschaften der Mengen von Altpapier enthalten. Diese können beispielsweise über die Farb- oder Grauwerte der einzelnen Bildelemente (Pixel) ermittelt, charakterisiert und quantifiziert werden, oder über Strukturen die in dem digitalen Bild enthalten sind.
Die Beleuchtung ist vorteilhaft so zu wählen, dass über eine konstante Lichtmenge und einen konstanten Lichtfarbe hier gleichmäßige und definierte Belichtungen erreicht werden. Es kann auch vorteilhaft sein, verschiedene Belichtungswinkel und Lichtfarben gezielt in einer Abfolge zu verwenden. Besonders vorteilhaft kann es auch sein Infrarot oder Wärmebilder der Mengen von Altpapier zu erstellen. So können beispielsweise die physikalischen Eigenschaften wie Temperatur oder Feuchte der Mengen des Altpapiers ermittelt werden.
Die digitalen Bildinformationen werden vorteilhaft an ein Computer übermittelt. Im Sinne der Erfindung ist es dabei unerheblich ob der Computer direkt bei der Anlage zur Herstellung eines Altpapier enthaltenden Stoffs steht, oder über ein Netzwerk oder das Internet mit dieser verbunden ist. Der Computer kann im Sinne dieser Erfindung sowohl als physisches Gerät ausgeführt sein, als auch ein Teil eines Systems zur Datenverarbeitung virtualisiert ausgeführt sein.
Weiterhin vorteilhaft ist ein Verfahren nach einem der Ansprüche, wobei das Förderband, die Messstrecke, das Messsystem oder das optische Messsystem geeignet ist die Mengen des Altpapiers durch eine Gewichtsbestimmung zu ermitteln.
Es ist vorteilhaft, die physikalischen Eigenschaften der Mengen von Altpapier auch dem Gewicht dieser zuzuordnen. So können spezifische Werte der physikalischen Eigenschaften quantifiziert werden. Dabei ist es im Sinne der Erfindung auch wenn die Gewichtsbestimmung beispielsweise mit einer Waage bereits vor dem Beladen des Förderbandes erfolgt. Vorteilhaft kann auch sein eine Wiegefunktion in das Förderband oder die Messstrecke zu integrieren, oder eine indirekte Gewichtserfassung beispielsweise über die Leistungsaufnahme des Förderbandes zu ermöglichen. Zudem kann es vorteilhaft sein, das Gewicht der Mengen von Altpapier direkt über die optische Messung des Messsystems zu errechnen, wobei auch Informationen über Volumen und Dichte der Mengen von Altpapier indirekt zu der Gewichtsmessung führen können.
Weiterhin vorteilhaft ist Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das optisches Messsystem geeignet ist mittels einer Abstands- bzw. Dimensionsmessung ein Volumen der Mengen des Altpapiers zu bestimmen.
Für die Messung der Volumen der Mengen von Altpapier kann das optische Messsystem beispielsweise auch eine Laser-Abstandsmessung umfassen. Zu der Volumenmessung kann auch ein weiterer Abstandssensor in das Messsystem integriert werden, oder die Volumenmessung kann über Bildinformationen beispielsweise über das gleichzeitige Aufnehmen der Mengen von Altpapier aus verschiedenen Winkeln erfolgen.
Aus der Volumenbestimmung kann vorteilhaft eine Bestimmung von Dichte der Mengen von Altpapier erfolgen. Auch eine Bestimmung der Vereinzelung von Ballen oder Altpapiergebinden kann durchgeführt werden. Die Regelgrößen, die sich aus der Volumenbestimmung quantifizieren lassen, können so beispielsweise den Energieeintrag in der Auflöseeinrichtung oder Altpapiertrommel steuern. Wobei der Energieeitrag beispielsweise über die Rotationsgeschwindigkeit der Altpapiertrommel oder die Drehzahl eines Rührwerks in der Auflöseeinrichtung gesteuert wird.
Weiterhin vorteilhaft ist ein Verfahren nach einem der Ansprüche, wobei das optisches Messsystem geeignet ist, mittels der zumindest einen Beleuchtungseinheit und der zumindest einen digitalen Kamera zumindest einen der folgenden Werte der Mengen von Altpapier zu bestimmen: Kontrast, Glanz, Farbe, Farbintensität und Reflektion.
Der Glanz der Mengen von Altpapier ist hier als Anteil an gerichtetem Licht im Vergleich zu dem Anteil an gestreutem Licht, den das optische Messsystem erfasst, zu verstehen. Reflektionswerte und Farbwerte können über Kontrastwerte die Messwerte des optischen Messsystems verändern.
Diese physikalischen Eigenschaften können vorteilhaft genutzt werden, um den Regelwert zu quantifizieren. Dabei können Glanzwerte, Farbwerte und/oder Reflektionswerte vorteilhaft verwendet werden um beispielsweise einen Regelwert zum Wassergehalt der Mengen von Altpapier zu erhalten. Glanzwerte können auch Informationen über den Anteil glänzender Verunreinigungen zu erhalten, und damit als Regelwert zur Steuerung und/oder Regelung von Ausschussraten verwendet werden, womit eine effizientere Fahrweise von Auflöseeinrichtung, Auflösetrommel und/oder Stoffaufbereitungsanlage ermöglicht wird.
Bei den gemessenen Eigenschaften kann stets der Mittelwert der betrachteten Menge von Altpapier bestimmt werden, oder die Verteilung der Werte innerhalb des aufgenommen Bildes.
Weiterhin vorteilhaft ist ein Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Zuordnung des Messwertes des optischen Messsystems zu einer physikalischen Eigenschaft der Menge des Altpapiers, insbesondere der Farbe oder der Farbwerte der Menge des Altpapiers, geeignet ist Verunreinigungen und insbesondere den Anteil an Plastikpartikeln und/oder braunen Altpapieren zu ermitteln.
Der Farbwert der Mengen an Altpapier ist geeignet als quantifizierter Regelwert für eine Vielzahl von Prozessschritten verwendet zu werden. Dabei können beispielsweise Reinigungsstufen in der Stoffaufbereitung effizient gesteuert und geregelt werden. Auch die Prozessparameter der Anlage zur Herstellung eines Altpapier enthaltenden Stoffs können mit Hilfe der Farbwerte der Mengen an Altpapier so geregelt werden, dass der Altpapier enthaltende Stoff die gewünschte Farbe hat.
Der Anteil an braunen Altpapieren, die beispielsweise aus Kartonagen oder Verpackungspapieren bestehen, bestimmt zudem den ökonomischen Wert und einige der physikalischen Eigenschaften der Mengen an Altpapier. Eine Quantifizierung des Regelwertes auf Basis des Anteils an braunen Altpapieren ermöglicht auch eine vorteilhafte Auswahl der Papiersorten, die aus den Mengen von Altpapier hergestellt werden können. Zudem können Prozessparameter, wie beispielsweise die Rezeptur der Anlage zur Herstellung Altpapier enthaltende Stoff entsprechend geregelt werden. Wobei die Rezeptur sowohl die Auswahl von Zusatzstoffen als auch die Anteile einzelner Zwischenprodukte der Stoffaufbereitung umfassen kann.
Weiterhin vorteilhaft ist ein Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Zuordnung der Mengen des Altpapiers zu physikalischen Eigenschaften in dem Computer mittels einem Softwareprodukt erfolgt, wobei die Messwerte aus dem optischen Messsystem verwendet werden.
In dem Verfahren können digitale Bilder und Abstandsmessungen an den Computer übermittelt werden, zur weiteren Charakterisierung wird ein Softwareprodukt verwendet, das Methoden der Mustererkennung verwendet um die physikalischen Eigenschaften der Mengen an Altpapier in Regelgrößen zu quantifizieren.
Das Softwareprodukt kann auch Methoden des sogenannten „Machine Learning“ oder der Künstlichen Intelligenz umfassen, bei denen es erforderlich sein kann die Software mittels Trainingsdaten oder Referenzbildern für den Regelbetrieb voreinzustellen.
Weiterhin vorteilhaft ist ein Verfahren nach einem der Ansprüche, wobei das Softwareprodukt geeignet ist mittels einem Verfahren der Bilderkennung störende Gegenstände oder Verunreinigungen in den Mengen des Altpapiers zu erkennen, insbesondere Drahtreste aus verwendeten Altpapierballen.
In dem Softwareprodukt können mittels Mustererkennung auch störende Gegenstände wie Metalteile, Drähte oder Schnüre der Altpapiergebinde oder Altpapierballen erkannt werden. Bei einer höheren Anzahl dieser Störstoffe, kann es erforderlich sein die Auflöseeinrichtung ganz oder teilweise zu entleeren, oder die Ausschussrate mit der entsprechenden Regelgröße anzupassen.
Weiterhin vorteilhaft ist ein Verfahren nach einem der Ansprüche, wobei das Softwareprodukt geeignet ist eine Klassifizierung der Mengen des Altpapiers durchzuführen, insbesondere nach der Klassifizierung Handelsklassen.
Für die Klassifizierung, beispielsweise in Handelsklassen oder Sortennamen, kann es ebenfalls erforderlich sein, über Trainingsdaten oder Kalibrierinformationen die Software einzustellen. Handelsklassen wie beispielsweise EN643, umfassen eine industrieübliche Charakterisierung der Altpapierqualität. Diese Information hat sowohl ökonomische Bedeutung zur Bewertung der verwendeten Mengen an Altpapier. Eine Klassifizierung nach Handelsklassen erlaubt aber auch die Produktion Altpapier enthaltenden Stoffs mit definierten Eigenschaften, Herkunftsnachweisen und Sortennamen.
Weiterhin vorteilhaft ist ein Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei den Mengen des Altpapiers zumindest eine Zuordnung einer der folgenden physikalischen Eigenschaften umfasst: Feuchte, Dichte, Farbe, Farbverteilung, Weißgrad, Anteil an mineralischen Füllstoffen, Festigkeitspotential und/oder Anteil verschiedener Altpapiersorten.
Eine Charakterisierung verschiedener physikalischer Eigenschaften erlaubt zudem weitere Regelgrößen aus der Kombination einer Mehrzahl verschiedener physikalischer Eigenschaften abzuleiten. Dieses erlaubt eine verbesserte Effizienz bei Regelung eines oder mehrerer Prozessparameter der Anlage zur Herstellung eines Altpapier enthaltenden Stoffs.
Weiterhin vorteilhaft ist ein Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Mengen des Altpapiers zumindest eine Quantifizierung eines Regelwertes aus einer der folgenden physikalischen Eigenschaften umfasst: Feuchte, Dichte, Farbe, Farbverteilung, Weißgrad, Anteil an Mineralischen Füllstoffen, Festigkeitspotential und/oder Anteil verschiedener Altpapiersorten.
Eine Quantifizierung des Regelwertes kann dabei in Form von Prozentwerten, relativen Farbwerten, Absolutwerten oder nach einer Skalierung in einem der physikalischen Eigenschaft üblichen Skalierung erfolgen. Die entsprechende Quantifizierung des Regelwertes kann für Regelung der Prozessparameter erforderlich sein. Auch hier kann es erforderlich sein, über definierte Testmengen, Laboruntersuchungen oder Referenzmessungen eine Kalibrierung durchzuführen.
Weiterhin vorteilhaft ist ein Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei zumindest einer der Prozessparameter in einer der Messstrecke folgenden Auflösevorrichtung oder Auflösetrommel mit zumindest einem der Regelwerte geregelt oder gesteuert wird, wobei der Prozessparameter zumindest die Zugabe von Wasser, den Energieeintrag oder die Ausschussraten umfasst.
Für eine Weiterverarbeitung der Mengen an Altpapier werden diese in einer Auflöseeinrichtung oder Auflösetrommel mit Wasser zu einer Suspension gelöst. Die Regelwerte, die über den Wassergehalt der Mengen an Altpapier bestimmt werden, können hier beispielsweise verwendet werden, um eine gleichmäßige Konsistenz der Suspension zu erreichen. Auch der Energieeintrag, der beispielsweise über die Rotationsgeschwindigkeit der Auflösetrommel, oder die Drehzahlregelung eines Auflöse-Rührwerks geregelt werden kann, kann direkt mit den Regelgrößen gesteuert oder geregelt werden.
Weiterhin vorteilhaft ist ein Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei zumindest einer der Prozessparameter der Stoffaufbereitungsanlage mit zumindest einem der Regelwerten gesteuert oder geregelt wird, wobei insbesondere die Stoff/Wasser-Konzentrationen von Prozessschritten, die Ausschussraten von Prozessschritten, oder das Verwenden von einer unterschiedlichen Anzahl von Prozessschritten gesteuert oder geregelt werden.
Die Regelung von Prozessparametern kann im Sinne der Erfindung sowohl einzelne Prozessparameter umfassen als auch übergeordnete Steuerungen und Regelungen, die wiederum eine Vielzahl von untergeordneten Regelungen und Steuerungen umfasst.
Weiterhin vorteilhaft ist ein Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Mengen an Altpapier in der Stoffaufbereitungsanlage in Abhängigkeit der gemessenen technologischen Eigenschaften in zumindest zwei verschiedene Zwischenprodukte aufgeteilt werden.
Durch eine Sortierung der Mengen und Teilmengen von Altpapier in der Stoffaufbereitung können verschiede Zwischenprodukte hergestellt werden, die sich nach gemessenen physikalischen Eigenschaften unterscheiden. Diese Zwischenprodukte mit unterschiedlichen Eigenschaften, können dann gezielt für die Produktion verschiedener Altpapier enthaltenden Stoffe verwendet werden.
Eine derartige Fraktionierung in Zwischenprodukte kann beispielsweise nach Faserlängen, Füll- oder Feinstoffanteil oder Farbe erfolgen.
Weiterhin vorteilhaft ist ein Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Anlage zur Herstellung eines Altpapier enthaltenden Stoffs eine Papierproduktionsanlagen umfasst, wobei durch eine geeignete Auswahl von zumindest einem der Zwischenprodukte und von Zusatzstoffen eine Papier- oder Kartonbahn hergestellt wird.
Hier kann mit dem Regelwert beispielsweise die Rezeptur der Papierherstellung direkt geregelt oder gesteuert werden. Auch die Auswahl von Zusatzstoffen wie beispielsweise die Addition von Stärke zur Festigkeitssteigerung kann als Prozessparameter vorteilhaft gesteuert und/oder geregelt werden.
Weiterhin vorteilhaft ist ein Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Steuerung und/oder Regelung der Prozessparameter der Papierproduktionsanlage von wenigstens einem der Regelwerte mitbestimmt wird.
In der Papierproduktionsanlage können beispielsweise die Prozessparameter wie Produktionsgeschwindigkeit, Vakuumeinstellungen, Reinigungszyklen mit Hilfe der Regelgrößen vorteilhaft geregelt und/oder gesteuert werden.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren erläutert. Die Figuren zeigen im Einzelnen:

1 zeigt ein Verfahren zur Steuerung oder Regelung einer Anlage zur Herstellung eines Altpapier enthaltenden Stoffs 1, nach einem der Ansprüche.
2 zeigt ein weiteres Verfahren zur Steuerung oder Regelung einer Anlage zur Herstellung eines Altpapier enthaltenden Stoffs 1, nach einem der Ansprüche.

1 zeigt eine nicht maßstäbliche schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Steuerung und/oder Regelung einer Anlage zur Herstellung eines Altpapier enthaltenden Stoffs 1 nach einem der Ansprüche. In dem Verfahren werden zunächst die Mengen von Altpapier 2 auf das Förderband 3 gegeben, dabei können diese aus einem nicht dargestellten Zwischenlager entnommen werden oder Beispielsweise als Ballenware direkt an das Förderband 3 angeliefert werden. Die Mengen von Altpapier 2 werden dann auf dem Förderband 3 über die Messstrecke 4 an dem Messsystem 5 vorbeigeführt. Das Messsystem 5 kann dabei mittels der dargestellten Abschirmung das optische Messsystem 7 von störenden Lichteinflüssen schützen. Mit dem optischen Messsystem 7 werden in der 1 mindestens aus zwei definierten Winkeln Bilder der Mengen des Altpapiers 2 mittels zwei digitaler Kameras 10 aufgenommen. Wobei die Verwendung der zweiten und jede weitere nicht dargestellten digitalen Kamera optional für die Erfindung sind. Das optische Messsystem 7 umfasst auch zwei verschiedene optionale Beleuchtungseinheiten 11, mit denen die Mengen von Altpapier 2 gezielt belichtet werden, um eine gleichmäßiges optische Messung zu ermöglichen. Die aufgenommenen Bilder werden als Messwert an einen Computer 12 zur Auswertung mittels Softwareprodukt 13 übermittelt. Aus den Bildern werden die Messwerte zumindest einer physikalischen Eigenschaft der Menge von Altpapier 2 zugeordnet und ein Regelwert 8 quantifiziert. Neben den Digitalen Bildern kann das optische Messsystem auch eine nicht dargestellte optionale Abstandsmessung enthalten.
Die Mengen von Altpapier 2 werden in der Auflöseeinrichtung 6 durch Zugabe von Wasser 16 und einen Energieeintrag mittels einem Rotor zu einer Suspension gelöst. Dabei werden mittels Ausschussrate 15 in den Mengen an Altpapier enthaltene Störstoffe entfernt. Für die Steuerung und Regelung dieser Parameter kann der Regelwert 8 verwendet werden.
Die in Suspension befindlichen Mengen von Altpapier 2 werden nun in einer Stoffaufbereitungsanlage 17 in einer Vielzahl von Prozessschritte 18 gereinigt und in der Konsistenz angepasst. Auch hier können die einzelnen Prozessparameter 9 mittels der Regelwerte 8 gesteuert und geregelt werden.
Zudem können die Mengen von Altpapier 2 entsprechend der Regelwerte 8 in verschiedene Zwischenprodukte 19 aufgeteilt werden, die beispielsweise ein unterschiedliches Festigkeitspotential haben, oder entsprechend nach anderen unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften sortiert werden.
Aus diesen Zwischenprodukten 19 und Zusatzstoffen 21 kann dann auf einer Papierproduktionsanlage 20 eine Papierbahn gefertigt werden. Je nach gewünschten Eigenschaften der Papierbahn kann aus den Zwischenprodukten 19 und Zusatzstoffen 20 eine geeignete Rezeptur gewählt werden, wobei auch hier Regelwerte 8 zur Anpassung der Rezeptur verwendet werden können. In der Papierproduktionsanlage 20 können schließlich einzelne Prozessparameter 9 mittels der Regelwerte 8 gesteuert und/oder geregelt werden.
2 zeigt eine nicht maßstäbliche schematische Darstellung eines weiteren Verfahrens zur Steuerung und/oder Regelung einer Anlage zur Herstellung eines Altpapier enthaltenden Stoffs 1, nach einem der Ansprüche. In dem Verfahren werden zunächst die Mengen von Altpapier 2 auf das Förderband 3 gegeben, dabei können diese aus einem nicht dargestellten Zwischenlager entnommen werden oder Beispielsweise als Ballenware angeliefert werden. Die Mengen von Altpapier werden dann auf dem Förderband 3 über die erste Messstrecke 4 an dem ersten Messsystem 5 vorbeigeführt. Das erste Messsystem 5 kann dabei eine erste Abschirmung umfassen um ein erstes optisches Messsystem 7 von störenden Lichteinflüssen zu schützen. Mit dem optischen Messsystem 7 werden in der 2 mindestens aus zwei definierten winkeln Bilder der Mengen des Altpapier 2 mittels zwei digitaler Kameras 10 aufgenommen, unter Verwendung von zwei verschiedenen Beleuchtungseinheiten 11 werden die Mengen von Altpapier 2 gezielt belichtet um ein gleichmäßiges Bild zu erhalten. Die aufgenommenen Bilder werden als Messwert an den Computer 12 zur Auswertung mittels Softwareprodukt 13 übermittelt. Aus den Bildern werden die Messwerte zumindest einer physikalischen Eigenschaft der Menge von Altpapier 2 zugeordnet und ein Regelwert 8 quantifiziert.
Die Mengen von Altpapier 2 werden dann in einem ersten Prozessschritt, beispielsweise Ballenauflösung 22 vorverarbeitet, wobei insbesondere Gebinde gelöst werden, beispielsweise durch das Entfernen von Draht können die Mengen von Altpapier 2 gelöst und vereinzelt werden.
Die so vereinzelten Mengen von Altpapier 2 können dann mit dem Förderband 3 optional über einer zweite Messstrecke 4 an einem zweiten Messsystem 5 vorbeigeführt werden. Dort können analog zum ersten Messsystem 5 weitere Bilder der Mengen von Altpapier 2 aufgenommen werden und als weitere Messwerte an den Computer 12 zur Auswertung mittels Softwareprodukt 13 übermittelt werden. Zudem verfügt das zweite Messsystem 5 über eine Abstandsmessung 23 die geeignet ist das Volumen der Mengen von Altpapier 2 nach der Vereinzelung zu bestimmen.
Die Mengen von Altpapier 2 werden in der Auflösetrommel 14, oder nicht bildlich dargestellten optionalen Auflöseeinrichtung, durch Zugabe von Wasser 16 und das Einbringen von Energie mittels Rotation der Auflösetrommel 14 zu einer Suspension vermengt. Dabei werden mittels Ausschussrate 15 in den Mengen von Altpapier 2 enthaltene Störstoffe aus der Auflösetrommel 14 entfernt. Für die Steuerung und Regelung dieser Parameter kann der Regelwert 8 verwendet werden.
Die als Suspension gelösten Mengen von Altpapier 2 werden nun in einer Stoffaufbereitungsanlage 17 in einer Vielzahl von Prozessschritte 18 gereinigt und in der Konsistenz angepasst. Auch hier können die einzelnen Prozessparameter 9 mittels der Regelwerte 8 gesteuert und geregelt werden.
Zudem können die Mengen von Altpapier 2 entsprechend der Regelwerte 8 in verschiedene Zwischenprodukte 19 aufgeteilt werden, die beispielsweise ein unterschiedliches Festigkeitspotential haben, oder entsprechend nach unterschiedlichen optischen Eigenschaften sortiert werden.
Aus diesen Zwischenprodukten 19 und Zusatzstoffen 21 kann dann auf einer Papierproduktionsanlage 20 eine Papierbahn gefertigt werden. Je nach gewünschten Eigenschaften der Papierbahn kann aus den Zwischenprodukten 19 und Zusatzstoffen 20 eine geeignete Rezeptur gewählt werden, wobei auch hier Regelwerte 8 zur Anpassung der Rezeptur verwendet werden können. In der Papierproduktionsanlage 20 können schließlich einzelne Prozessparameter 9 mittels der Regelwerte 8 gesteuert und/oder geregelt werden.
Bezugszeichenliste

1: Anlage zur Herstellung eines Altpapier enthaltenden Stoffs
2: Mengen von Altpapier
3: Förderband
4: Messstrecke
5: Messsystem
6: Auflöseeinrichtung
7: Optisches Messsystem
8: Regelwert
9: Prozessparameter
10: Digitale Kamera
11: Beleuchtungseinheit
12: Computer
13: Softwareprodukt
14: Auflösetrommel
15: Ausschussrate
16: Zugabe von Wasser
17: Stoffaufbereitungsanlage
18: Prozessschritte
19: Zwischenprodukte
20: Papierproduktionsanlage
21: Zusatzstoffe
22: Ballenauflösung
23: Abstandsmessung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102008019839 A1 [0002]
DE 102015118547 A1 [0002]

Claims

Verfahren zur Steuerung oder Regelung einer Anlage zur Herstellung eines Altpapier enthaltenden Stoffs (1), umfassend zumindest ein Förderband (3), eine Messstrecke (4), ein Messsystem (5) und eine Auflöseeinrichtung (6) wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: - Transportieren von Mengen von Altpapier (2) mittels Förderband (3), über die Messstrecke (4) zu der Auflösevorrichtung; - Erfassen zumindest eines Messwertes von jeder dieser Mengen von Altpapier (2) mittels zumindest einem optischen Messsystem (7) an der Messstrecke (4); - Zuordnen des zumindest einen Messwertes zu zumindest einer physikalischen Eigenschaft der Menge von Altpapier (2), - Quantifizieren eines Regelwertes (8) der physikalischen Eigenschaft auf Basis des zumindest einen Messwertes; dadurch gekennzeichnet dass, in einem weiteren Verfahrensschritt der Regelwert (8) zur Steuerung und/oder Regelung eines oder mehrerer Prozessparameter (9) der Anlage zur Herstellung eines Altpapier enthaltenden Stoffs (1) verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass, das optische Messsystem (7) über zumindest eine digitale Kamera (9) und zumindest eine Beleuchtungseinheit (10) verfügt, geeignet zumindest ein digitales Bild der Mengen des Altpapiers (2) aufzunehmen und an einen Computer (11) zu übermitteln.
Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Förderband (3), die Messstrecke (4), das Messsystem (5) oder das optische Messsystem (7) geeignet ist die Mengen des Altpapiers (2) durch eine Gewichtsbestimmung zu ermitteln.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das optisches Messsystem (7) geeignet ist mittels einer Abstands- bzw. Dimensionsmessung ein Volumen der Mengen des Altpapiers (2) zu bestimmen.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das optisches Messsystem (7) geeignet ist, mittels der zumindest einen Beleuchtungseinheit (11) und der zumindest einen digitalen Kamera (10) zumindest einen der folgenden Werte der Mengen von Altpapier (2) zu bestimmen: Kontrast, Glanz, Farbe, Farbintensität und Reflektion.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuordnung des Messwertes des optischen Messsystems (7) zu einer physikalischen Eigenschaft der Menge des Altpapiers (2), insbesondere der Farbe oder der Farbwerte der Menge des Altpapiers (2), geeignet ist Verunreinigungen und insbesondere den Anteile an Plastikpartikeln und/oder braunen Altpapieren zu ermitteln.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuordnung der Mengen des Altpapiers (2) zu physikalischen Eigenschaften in dem Computer (12) mittels einem Softwareprodukt (13) erfolgt, wobei die Messwerte aus dem optischen Messsystem (7) verwendet werden.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Softwareprodukt (13) geeignet ist mittels einem Verfahren der Bilderkennung störende Gegenstände oder Verunreinigungen in den Mengen des Altpapiers (2) zu erkennen, insbesondere Drahtreste aus verwendeten Altpapierballen.
Verfahren nach Anspruch 7 oder Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Softwareprodukt geeignet ist eine Klassifizierung der Mengen des Altpapiers (2) durchzuführen, insbesondere nach der Klassifizierung Handelsklassen.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass den Mengen des Altpapiers (2) zumindest eine Zuordnung einer der folgenden physikalischen Eigenschaften umfasst: Feuchte, Dichte, Farbe, Farbverteilung, Weißgrad, Anteil an Mineralischen Füllstoffen, Festigkeitspotential und/oder Anteil verschiedener Altpapiersorten.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mengen des Altpapiers (2) zumindest eine Quantifizierung eines Regelwertes (8) aus einer der folgenden physikalischen Eigenschaften umfasst: Feuchte, Dichte, Farbe, Farbverteilung, Weißgrad, Anteil an Mineralischen Füllstoffen, Festigkeitspotential und/oder Anteil verschiedener Altpapiersorten.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Prozessparameter (9) in einer der Messstrecke (4) folgenden Auflösevorrichtung (6) oder Auflösetrommel (14) mit zumindest einem der Regelwerte (8) geregelt oder gesteuert wird, wobei der Prozessparameter (9) zumindest die Zugabe von Wasser (16), den Energieeintrag oder die Ausschussraten (15) umfasst.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Prozessparameter (9) der Stoffaufbereitungsanlage (17) mit zumindest einem der Regelwerten (8) gesteuert oder geregelt wird, wobei insbesondere die Stoff/Wasser-Konzentrationen von Prozessschritten (18), die Ausschussraten (15) von Prozessschritten (18), oder das Verwenden von einer unterschiedlichen Anzahl von Prozessschritten (18) gesteuert oder geregelt werden.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mengen an Altpapier (2) in der Stoffaufbereitungsanlage (12) in Abhängigkeit der gemessenen technologischen Eigenschaften in zumindest zwei verschiedene Zwischenprodukte (19) aufgeteilt werden.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage zur Herstellung eines Altpapier enthaltenden Stoffs (1) eine Papierproduktionsanlagen (20) umfasst, wobei durch eine geeignete Auswahl von zumindest einem der Zwischenprodukte (19) und von Zusatzstoffen (21) eine Papier oder Kartonbahn hergestellt wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung und/oder Regelung der Prozessparameter (9) der Papierproduktionsanlage (20) von wenigstens einem der Regelwerte (8) mitbestimmt wird.