DE3822783A1 - Verfahren zur steuerung der retentionsmittelzugabe bei der papierherstellung - Google Patents
Verfahren zur steuerung der retentionsmittelzugabe bei der papierherstellungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung der Retentionsmittel
zugabe bei der Papierherstellung.
Für die automatische Steuerung der Zugabe von die Retention und Flockung
beeinflussenden, variablen Stoffkomponenten wurden bisher Systeme
verwendet, die mit Hilfe entsprechender Sensoren die Gesamtstoff- und
Füllstoffkonzentration in der Papierstoffauflaufsuspension und im
Siebwasser messen. Aus diesen Meßdaten wurden nach bekannten Formeln die
one-pass-Retention des gesamten Stoffes sowie der Faser- und Füllstoffe
berechnet. Durch die Steuerung der Zugabe eines oder mehrerer
Retentions- und Flockungsmittel wurden dann möglichst hohe Retentionswerte
angestrebt. Der Flockungsgrad wurde dabei nicht gemessen und berück
sichtigt.
Außer einer hohen Retention ist es jedoch ebenso wichtig, daß das herge
stellte Papier eine möglichst gleichmäßige Durchsicht, d. h. eine gute
Formation aufweist. Sie wird jedoch mit zunehmendem Flockungsgrad durch
steigende Retentions- und Flockungsmittelzugabe mehr oder weniger
verschlechtert. Das bedeutet, daß bei der obenerwähnten Steuerung zunächst
durch Vorversuche die Retentionswerte gefunden werden müssen, bei denen
die Formation noch annehmbar ist. Sie werden dann als Sollwerte für die
Steuerung verwendet. Darüber hinaus ist die Formation noch von der
jeweiligen Papierstoffzusammensetzung abhängig, so daß diese Einstellung
für jede an der Papiermaschine laufende Papiersorte durchgeführt werden
muß. Aber auch dann ist noch nicht sicher, ob dabei eine gute Formation
erreicht wird, da Schwankungen in der Qualität der verwendeten Rohstoffe
nicht zu erfassen sind.
Es bestand daher die Aufgabe, ein Verfahren zur Steuerung der Retentions
mittelzugabe zu entwickeln, durch das die Zudosierung eines oder mehrerer
Retentionsmittel in Abhängigkeit von einem vorgegebenen, maximal zu
lässigen Flockungsgrad und von der Papierstoffzusammensetzung einstellbar
ist.
Die Lösung der Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß aus einem vor
gegebenen, maximal zulässigen Flockungsgrad (Y 2) und charakteristischen
Werten der Papierstoffsuspension (X 1...X n ) mit Hilfe der mathematischen
Beziehung
Y₂ = f₂ (X₁ . . . X i . . . X n )
die höchst zugebbaren Mengen der die Retention beeinflussenden variablen
Stoffkomponenten (X i ...X n ) bestimmt werden, wobei die tatsächlichen Werte
des Flockungsgrades und der Retention durch Messung der Suspension laufend
überwacht werden, und aus den Mengenwerten (X i ...X n ) Steuersignale für
Dosiereinrichtungen dieser Komponenten abgeleitet werden.
Das Verfahren nach der Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels
nachfolgend näher beschrieben.
Zunächst wird außer der Retention auch der Flockungsgrad der Papierstoff
suspension in der Papiermaschine gemessen. Die Messung der Retention
erfolgt mit den bekannten, oben beschriebenen Systemen, die des Flockungs
grades ebenso mit bekannten Systemen, beispielsweise mit einem
Flockungssensor nach EP-A-01 57 310.
Dabei werden mit Hilfe statistischer Methoden der Einfluß der variablen
Papierstoffwerte (X 1...X n ), wie Zusammensetzung des Faseranteils des
Papierstoffes und sein Mahlgrad; pH-Wert der Suspension; Alaun-Menge;
Retentionsmittel-Menge; Füllstoff-Menge, auf die Retention und den
Flockungsgrad ermittelt und damit empirische Gleichungen
Y₁ = f₁ (X₁ . . . X i . . . X n ) (I)
Y₂ = f₂ (X₁ . . . X i . . . X n ) (II)
erstellt, die als Steueralgorithmus in einem elektronischen Rechner
gespeichert werden. Daneben erhält der Rechner laufend Meßdaten der
variablen Papierstoffwerte bzw. -mengen, so daß für einen einzugebenden
Sollwert des Flockungsgrades, nämlich den maximal zulässigen
Flockungsgrad (Y 2), die höchst zugebbaren Mengen der die Retention
beeinflussenden variablen Stoffkomponenten (X i ...X n ) ermittelt werden
können. Aus den Mengenwerten werden dann Steuersignale für Dosierein
richtungen, beispielsweise Dosierpumpen, dieser Komponenten abgeleitet.
Wie bereits erwähnt, hängt auch die Retention (Y 1) von den variablen
Papierstoffwerten (X 1...X n ) ab, so daß es eine optimale Kombination der
Zugabemengen der die Retention beeinflussenden, variablen Stoffkomponenten
gibt, bei der sich für einen Sollwert des Flockungsgrades eine maximale
Retention einstellt. Hierzu werden im Rechner die Mengenwerte dieser
variablen Komponenten (X i ...X n ) bei der augenblicklichen Einstellung der
Papierstoffwerte (X 1...Xi-1) so variiert, daß eine Kombination der Werte
gefunden ist, bei der sowohl die Gleichung (II) für den Sollwert des
Flockungsgrades (Y 2) erfüllt ist, als auch eine maximale Retention (Y 1)
des Papierstoffs nach der Gleichung (I) erreicht ist. Aus den auf diese
Weise erhaltenen Mengenwerten werden wiederum die Steuersignale für die
entsprechenden Dosiereinrichtungen für die variablen Stoffkomponenten
abgeleitet.
An einer Papiermaschine wurden in einer Versuchsreihe der Mahlgrad des
Papierstoffes (X 1), der pH-Wert (X 2), die Alaun-Menge (X 3), die
Retentionsmittel-Menge (X 4) und die Füllstoff-Menge (X 5) variiert und aus
den Meßdaten mit Hilfe mathematisch-statistischer Methoden die folgenden
Gleichungen für die Gesamtstoffretention (Y 1) und den Flockungsgrad (Y 2)
erhalten:
Y₁ = 92,33 + 0,18 · X₃ - 19,79 · X₄ - 0,49 · X₅ - 0,26 · X₃²
+ 0,16 · X₁ · X₄ + 1,02 · X₂ · X₄ + 0,04 · X₂ · X₅ + 0,22 · X₄ · X₅
+ 0,16 · X₁ · X₄ + 1,02 · X₂ · X₄ + 0,04 · X₂ · X₅ + 0,22 · X₄ · X₅
Y₂ = 2,76 - 0,09 · X₅ - 0,0004 · X₁² - 1,11 · X₄² + 0,001 · X₁ · X₅ + 0,58 · X₂ · X₄ - 0,13 · X₃ · X₄
Mit Hilfe dieser beiden Gleichungen war es dann möglich, für jeden Wert
und jede Kombination der oben erwähnten Variablen die Retentions
mittel- bzw. Alaun-Menge so zu wählen, daß ein Flockungsgrad von
beispielsweise 1,5 nicht überschritten und jeweils eine maximale Retention
erzielt wurde.
Claims (2)
1. Verfahren zur Steuerung der Retentionsmittelzugabe bei der
Papierherstellung, dadurch gekennzeichnet, daß aus einem vorgegebenen,
maximal zulässigen Flockungsgrad (Y 2) und charakteristischen Werten
der Papierstoffsuspension (X 1...X n ) mit Hilfe der mathematischen
Beziehung
Y₂ = f₂ (X₁ . . . X i . . . X n )die höchst zugebbaren Mengen der die Retention beeinflussenden
variablen Stoffkomponenten (X i ...X n ) bestimmt werden, wobei die
tatsächlichen Werte des Flockungsgrades und der Retention durch
Messung der Suspension laufend überwacht werden, und aus den
Mengenwerten (X i ...X n ) Steuersignale für Dosiereinrichtungen
dieser Komponenten abgeleitet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Optimierung
der Retentionsmittelzugabe die variierbaren Papierstoffwerte
(X 1...X i ...X k ) so gewählt werden, daß sowohl die mathematische
Beziehung (I) für einen maximal zulässigen Flockungsgrad (Y 2) erfüllt
ist als auch eine maximale Retention (Y 1) des Papierstoffs nach der
mathematischen Beziehung
Y₁ = f₁ (X₁ . . . X i . . . X n )erreicht ist, wobei aus den Mengenwerten Steuersignale für die
entsprechenden Dosiereinrichtungen abgeleitet werden.
Priority Applications (5)
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