DE69936038T2 - Steuerung der nasspartie einer papiermaschine - Google Patents

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  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein das Steuern der kontinuierlichen Bahnherstellung und insbesondere der Überwachung und Steuerung der Nasspartiechemie in einer Papiermaschine.
  • Allgemeiner Stand der Technik
  • Auf dem technischen Gebiet der Papierherstellung mit modernen Hochgeschwindigkeitsmaschinen müssen die Bahneigenschaften kontinuierlich überwacht und gesteuert werden, um die Bahnqualität zu sichern und die Menge an Endprodukt zu minimieren, die in den Ausschuss gelangt, wenn es eine Störung im Herstellungsprozess gibt. Zu den am häufigsten gemessenen Bahnvariablen gehören Basisgewicht, Feuchtigkeitsgehalt und die Stärke (oder Dicke) der Bögen auf verschiedenen Stufen des Herstellungsprozesses. Diese Prozessvariablen werden in der Regel beispielsweise durch Einstellen der Rohstoffzufuhrrate am Beginn des Prozesses, durch Regeln der Menge des Dampfes, der auf das Papier nahe der Mitte des Prozesses einwirkt, oder durch Variieren des Quetschdrucks zwischen den Kalanderwalzen am Ende des Prozesses gesteuert. Einschlägig bekannte Papiermaschinen sind zum Beispiel in "Handbook for Pulp & Paper Technologists", 2. Ausgabe, G. A. Smook, 1992, Angus Wilde Publications, Inc., und in "Pule and Paper Manufacture", Band III (Papier- und Pappenherstellung), R. MacDonald, Ausgabe 1970, McGraw Hill, beschrieben. Bahnherstellungssysteme sind des Weiteren zum Beispiel in den US-Patenten mit den Nummern 5,539,634 , 5,022,966 , 4,982,334 , 4,786,817 und 4,767,935 beschrieben.
  • Bei der Herstellung von Papier auf kontinuierlichen Papiermaschinen wird eine Papierbahn aus einer wässrigen Suspension aus Fasern (Stoff) auf einem sich bewegenden Sieb oder Tuch hergestellt, und Wasser läuft durch Schwerkraft und Unterdruckabsaugung durch das Tuch ab. Die Bahn wird dann zur Presspartie verbracht, wo weiteres Wasser mittels trockenem Filz und Druck entfernt wird. Als nächstes tritt die Bahn in die Trocknerpartie ein, wo dampfbeheizte Trockner und Heißluft den Trocknungsprozess vollenden. Die Papiermaschine ist im Wesentlichen ein Entwässerungs-, d. h. Wasseraustragssystem. Auf dem Gebiet der Bahnherstellung bezieht sich der Begriff "Maschinenrichtung" (MR) auf die Richtung, in der sich das Bahnmaterial während des Herstellungsprozesses bewegt, während sich der Begriff "Querrichtung" (QR) auf die Richtung der Breite der Bahn bezieht, die im rechten Winkel zur Maschinenrichtung verläuft.
  • In den Rohstoffen für die Papierherstellung wird eine breite Palette an Chemikalien verwendet, um bestimmte Eigenschaften zu verleihen oder zu verbessern oder um sonstigen notwendigen Zwecken zu dienen. Gewöhnlich werden Zuschlagstoffe wie Alaun, Schlichtungsmittel, mineralische Füllstoffe, Stärken und Farbstoffe verwendet. Chemikalien für Steuerungszwecke, wie zum Beispiel Entwässerungshilfen, Entschäumer, Retentionshilfen, Pechdispergiermittel, Schleimverhütungsmittel und Korrosionshemmer, werden nach Bedarf beigegeben. Die Herstellung von Qualitätspapier erforderte die Beigabe der richtigen Mengen dieser Chemikalien.
  • Die Nasspartiechemie befasst sich mit sämtlichen Wechselwirkungen zwischen Papierrohstoffen und den chemisch-physikalischen Prozessen, die in der Nasspartie der Papiermaschine ablaufen. Die wichtigsten Wechselwirkungen auf molekularer und kolloidaler Ebene sind Oberflächenladung, Flockung, Koagulation, Hydrolyse, zeitabhängige chemische Reaktionen und mikrobiologische Aktivität. Diese Wechselwirkungen sind für den Papierherstellungsprozess von fundamentaler Bedeutung. Um zum Beispiel effektive Retention, Entwässerung, Bahnbildung und Bahneigenschaften zu erreichen, ist es erforderlich, dass die Füllstoffpartikel, Faserfeinstoffe, Schlichte und Stärke auf die großen Fasern ausgeflockt und/oder adsorbiert werden, wobei die Flockung zwischen den großen Fasern selbst nur minimal ist.
  • An der Nasspartiechemie sind drei Hauptgruppen beteiligt: Feststoffe, Kolloide und lösliche Stoffe. Die meiste Aufmerksamkeit konzentriert sich auf die Feststoffe und ihre Retention. Um die Retention zu maximieren, ist es wichtig zu bewirken, dass die Feinstoffe und Füllstoffe sich einander annähern und Bindungen oder Aggregate bilden, die gegenüber den Scherkräften stabil sind, die im Stoffauflauf- und -verteilersystem wirken. In der modernen Papierherstellung wird dies in der Regel mit Hilfe synthetischer Polymere erreicht.
  • Die Steuerung der Nasspartiechemie ist von ausschlaggebender Bedeutung, um die Herstellung eines gleichmäßigen Papierprodukts zu gewährleisten. Wenn man das System aus dem Gleichgewicht kommen lässt (zum Beispiel durch Verwendung von zu viel kationischen Polymeren), so flocken die Fasern selbst aus, was die Bahnbildung beeinträchtigt. Des Weiteren werden in der Nasspartie häufig funktionale Zuschlagstoffe (zum Beispiel Schlichten, Nassfestigkeitshilfsmittel) beigegeben. Wenn die Chemie nicht unter Kontrolle ist, so kann es passieren, dass die Funktionalität nicht adäquat entsteht, so dass das Produkt nicht den Qualitätsanforderungen entspricht.
  • Die Nasspartie einer Papiermaschine ist für die langfristige Stabilität der Maschine und letztendlich für die Qualität des entstehenden Produkts von maßgeblicher Bedeutung. Die Schwankungen beim Volumenfluss aus dem Stoffauflaufkasten und/oder bei der Zusammensetzung (zum Beispiel Feststoffe, Feinstoffe und Chemikalien) der Stoffsuspension oder des Papierbreis, die bzw. der den Stoffauflaufkasten verlässt, beeinflussen den prozentualen Feststoffgehalt der Nassfasermatte, die den Trocknerpartien zugeführt wird. Diese Änderungen werden durch den Rollenabtaster erkannt, aber aufgrund der Transportzeitverzögerung und der Reaktionszeit des Abtasters ist das Feuchtigkeitssteuerungssystem der Trockenpartie nicht in der Lage, diese unerwünschten Lastveränderungen auszugleichen.
  • Während des normalen Betriebes der Papiermaschine in einem stabilen Zustand entsteht ein Äquilibriumzustand des Materialgleichgewichts des kurzen und des langen Stoffzirkulationskreislaufs. Für den kurzen Zirkulationskreislauf bedeutet das, dass die Feinstoff- und Füllstoffretention der Papierbahn im Gleichgewicht mit der Konzentration dieser Materialien in der Weißwasserzirkulation ist, und für den langen Zirkulationskreislauf bedeutet das, dass die Faserfängeroperation, die Abfallmaterialfüllerkonzentration, die Retentionschemikalienkonzentration und die Papierrohstoffzusammensetzung stabil sind.
  • Herkömmliche Verfahren zum Steuern des Basisgewichts des hergestellten Papiers beinhalten das Regulieren der Papierbreiströmungsrate vom Zeugkasten durch ein Basisgewicht- oder Dickstoffventil in den Stoffauflaufkasten. Das Ventil wird in Reaktion auf Abtastsensormessungen des Papiers unmittelbar vor der Rolle betätigt. Die Fähigkeit dieser Regelkreistechnik, Störungen auszugleichen, ist jedoch aufgrund der langen Zeitverzögerungen durch die Maschine hindurch vom Dickstoffventil zur Rolle begrenzt.
  • EP 0 826 821 offenbart eine Regelkreisvorrichtung und ein Verfahren zum Steuern des Querrichtungs- und/oder Maschinenrichtungsprofils wenigstens eines Qualitäts merkmals im Papierherstellungsprozess mit Hilfe zweier Sensoren.
  • US 3 713 966 offenbart eine Vorrichtung zum Feststellen und Beurteilen des Querprofils des Feuchtigkeitsgehalts eines sich bewegenden Bahnmaterials, wobei der Feuchtigkeitsgehalt in verschiedenen Bereichen des Bahnmaterials festgestellt und zum Steuern des Feuchtigkeitsgehalts des Bahnmaterials verwendet wird.
  • Kurzdarstellung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren nach Anspruch 1 bereit.
  • Das Verfahren kann die Merkmale nach einem oder mehreren der abhängigen Ansprüche 2 bis 17 enthalten.
  • Die vorliegende Erfindung stellt des Weiteren ein System nach Anspruch 18 bereit.
  • Das System kann die Merkmale nach einem oder mehreren der abhängigen Ansprüche 20 bis 32 enthalten.
  • Die vorliegende Erfindung basiert zum Teil auf der Entwicklung eines Untersieb-Wassergewichtssensors (im vorliegenden Text als der "USWG-Sensor" bezeichnet), der drei Eigenschaften von Materialien erfassen kann: die Leitfähigkeit oder der Widerstand, die Dielektrizitätskonstante und die Nähe des Materials zu dem USWG-Sensor. Je nach dem Material herrschen eine oder mehrere dieser Eigenschaften vor. Die USWG-Sensoren sind in einer Papiermaschine in der MR-Richtung angeordnet und dienen dem Messen der Leitfähigkeit eines wässrigen Gemischs (als Nassstoff bezeichnet) in einem Papierherstellungssystem. In diesem Fall ist die Leitfähigkeit des Nassstoffs hoch und dominiert die Messung des USWG-Sensors. Die Nähe wird durch das Berühren der Tragbahn in dem Papier herstellungssystem unter dem Nassstoff konstant gehalten. Die Leitfähigkeit des Nassstoffs ist direkt proportional zum Gesamtgewicht des Wassers innerhalb des Nassstoffs. Folglich liefert der Sensor Informationen, die zum Überwachen und Steuern der Qualität der Papierblätter, die durch das Papierherstellungssystem hergestellt werden, verwendet werden können.
  • Bei der vorliegenden Erfindung wird eine Anordnung aus USWG-Sensoren verwendet, um das Wassergewicht in der MR der Bahn einer Langsiebpapiermaschine zu messen und Wassergewichts- oder Entwässerungsprofile zu erstellen. Diese Sensoren haben eine sehr kurze Reaktionszeit (1 ms) und sind in der Lage, einen präzisen Wert des Wassergewichts zu erzeugen, der zu dem Basisgewicht des Papiers in Beziehung steht. Die Wassergewichtsmessungen können praktisch anhand des Untersieb-Gewichtssensors 600 Mal in der Sekunde berechnet werden. Durch Überwachen des MR-Trends jedes der MR-Sensoren in der Anordnung ist es möglich, die Änderung des Wassergewichts bahnabwärts zwischen jedem dieser Sensoren zu korrelieren.
  • Das Verfahren zum Abstimmen des Betriebes einer Langsiebpapiermaschine zum Herstellen einer bestimmten Papiersorte weist eine aus drei Schritten bestehende Vorgehensweise auf. Der erste Schritt beinhaltet das Abstimmen der Prozessparameter der Langsiebpapiermaschine, um eine optimierte Konfiguration zu erhalten, die Papier von akzeptabler Qualität hervorbringt, was durch direkte Messung festgestellt wird. Das Entwässerungsprofil, das dieser optimierten Konfiguration entspricht, wird dann mit Wassergewichtssensoren, die entlang der Maschinenrichtung verteilt sind, gemessen und aufgezeichnet.
  • Dieses optimale Entwässerungsprofil kann dann mittels standardmäßiger Kurvenanpassungstechniken an ver schiedene parametrisierte Funktionen (wie zum Beispiel ein Exponential) angepasst werden. Dieses Kurvenanpassungsverfahren bewirkt ein Ausgleichen der Auswirkungen des Rauschens auf das Profil und ein Interpolieren zwischen Messpunkten.
  • Während nachfolgender Produktionsdurchgänge der Langsiebpapiermaschine besteht das Ziel darin, das zuvor ermittelte optimale Entwässerungsprofil zu reproduzieren. Wenn der gemessene Feuchtigkeitsgehalt an einer bestimmten Position entweder über oder unter dem optimalen Wert für diese Position liegt, so werden die Maschinenparameter, wie beispielsweise die mechanische Wirkung des Refiners oder die Nasspartie-Zuschlagstoffe, nach Bedarf justiert, um diesen Messwert näher an den optimalen Wert heranzuführen.
  • Gemäß einem Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Steuern der Herstellung einer Bahn aus Nassstoff, der Fasern aufweist, nach Anspruch 1.
  • Unter anderem steigert die Erfindung die Arbeitsproduktivität, weil der Papierhersteller nun rasch die richtigen Refinervariablen und/oder die richtige Menge nicht-faseriger Zuschlagstoffe für eine bestimmte Papiersorte bestimmen kann. Das hergestellte Papier hat eine optimale Faserorientierung und -zusammensetzung, die sich in der Bahnbildung und -festigkeit widerspiegelt.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 zeigt ein Bahnherstellungssystem, das die Technik der vorliegenden Erfindung implementiert.
  • 2 zeigt ein Blockschaubild einer Messvorrichtung, die eine Sensoranordnung enthält.
  • 3 zeigt einen Schaltplan des Blockschaubildes von 2.
  • 4 ist ein Kurvendiagramm, das das Wassergewicht im Verhältnis zur Siebposition in einer Papiermaschine zeigt.
  • Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
  • Die vorliegende Erfindung verwendet ein System, das einen oder mehrere Sensoren enthält, die das Basisgewicht von Papierbrei auf der Bahn oder dem Sieb einer Papiermaschine, zum Beispiel einer Langsiebpapiermaschine, messen. Bei diesen Sensoren handelt es sich vorzugsweise um Sensoren, die eine sehr kurze Reaktionszeit (1 ms) aufweisen, so dass ein im Wesentlichen augenblickliches Profil des Basisgewichts erhalten werden kann. Obgleich die Erfindung als Teil einer Langsiebpapiermaschine beschrieben wird, versteht es sich, dass die Erfindung auch auf andere Papiermaschinen, einschließlich beispielsweise Doppelsiebmaschinen und Maschinen mit mehreren Stoffauflaufkästen, und auf Pappenherstellungsmaschinen, wie zum Beispiel Zylindermaschinen oder Kobayshi-Former, anwendbar ist. Einige herkömmliche Elemente einer Papiermaschine werden in der folgenden Offenbarung weggelassen, um nicht die Beschreibung der Elemente der vorliegenden Erfindung in den Hintergrund treten zu lassen.
  • 1 zeigt ein System zum Herstellen eines kontinuierlichen Bahnmaterials, das Verarbeitungsstufen aufweist, die einen Stoffauflaufkasten 1, eine Bahn oder ein Sieb 7, einen Trockner 2, ein Kalandrierwerk 3 und eine Rolle 4 enthält. (Nicht gezeigte) Aktuatoren im Stoffauflaufkasten 1 lassen Nassstoff (beispielsweise Papierbrei) durch mehrere Stauvorrichtungen 11 auf das Tragsieb 7 ab, das sich zwischen den Walzen 5 und 6 dreht. (Nicht gezeigte) Kaschierungen und Unterdruckkästen entfernen Wasser, gemeinhin als "Weiß wasser" bekannt, aus dem Nassstoff auf dem Sieb in die Siebgrube 8 zur Wiederverwertung. Ein Teil des Nassstoffs aus der Grube wird direkt über Leitungen 72 und 76 in den Stoffauflaufkasten zurückgeleitet, während ein anderer Teil des Nassstoffs zum Fänger 90 umgeleitet wird, wo er zu Wasser aufgetrennt wird, das gespeichert wird oder über die Leitung 94 wiederverwendet wird. Der Nassstoff oder das Weißwasser, der bzw. das wiederverwertet wird, enthält überwiegend Fasern, Füllstoffe (zum Beispiel Ton) und Wasser. Dieser Recycling-Kreislauf wird gemeinhin die kurze Zirkulation oder der Weißwasserkreislauf genannt. Fasern, die durch den Fänger zurückgewonnen werden, werden in der Regel als ein wässriges Gemisch über eine Leitung zum hinteren Ende der Tauchpumpe recycelt. Das System enthält außerdem einen Mechanismus zur Rückgewinnung von Fertigungsausschuss, womit teilweise oder vollständig hergestelltes Papier oder teilweise oder vollständig hergestellte Pappe gemeint ist, das bzw. die von einem beliebigen Punkt des Herstellungs- oder Endverarbeitungsprozesses als Ausschuss ausgestoßen wird. Zum Beispiel wird während einer Bahnunterbrechung oder einem Bahnbeginn Material, das die Bahn verlässt, wiederverwertet (recycelt). Fertigungsausschuss wird im Auffangbehälter 80 zurückgewonnen und über die Leitung 82 zum Kopftank 53 umgeleitet. Dieser Kreislauf wird gemeinhin als der lange Zirkulationskreislauf bezeichnet.
  • Ein Abtastsensor 14 bewegt sich kontinuierlich quer über die fertige Bahn (zum Beispiel Papier) und misst Eigenschaften der fertigen Bahn. Es könnten auch mehrere ortsfeste Sensoren verwendet werden. Abtastsensoren sind dem Fachmann bekannt und sind zum Beispiel in den US-Patenten Nr. 5,094,535 , 4,879,471 , 5,315,124 und 5,432,353 beschrieben. Die fertige Bahn wird dann auf der Rolle 4 aufgewickelt. Im Sinne des vorliegenden Textes beinhaltet der "Nasspartie"-Abschnitt dieses Systems den Stoffauflaufkasten, die Bahn und die Abschnitte unmittelbar vor dem Trockner, und die "Trockenpartie" beinhaltet die Abschnitte stromabwärts von dem Trockner.
  • Das System enthält des Weiteren Mittel zum Messen des Basisgewichts der Nassstoffbahn auf dem Sieb. Eine bevorzugte Vorrichtung ist der Untersieb-Wassergewichts- oder USWG-Sensor, der einzeln oder in Kombination eingesetzt wird und der im vorliegenden Text näher beschrieben wird. Bei einer Ausführungsform ist eine Anordnung von USWG-Sensoren unter dem Sieb in der QR- oder MR-Position positioniert. Zum Beispiel kann das Basisgewicht in der Nasspartie mit einer QR-Anordnung 12 der USWG-Sensoren gemessen werden, die unterhalb des Siebes 7 positioniert ist. Damit ist gemeint, dass jeder Sensor unterhalb eines Abschnitts des Siebes positioniert ist, der den Nassstoff trägt. Wie im vorliegenden Text noch näher beschrieben wird, ist jeder der Sensoren dafür konfiguriert, das Wassergewicht des Bahnmaterials zu messen, während es sich über die Anordnung hinweg bewegt. Die Anordnung sorgt für eine kontinuierliche Messung des gesamten Bahnmaterials entlang der QR-Richtung an dem Punkt, wo es die Anordnung passiert. Es wird ein Profil erstellt, das aus einer Vielzahl von Wassergewichtsmessungen an verschiedenen Stellen in der QR besteht. Bei einer Ausführungsform wird ein Durchschnitt dieser Messungen gebildet und zu einem Nasspartie-Basisgewicht umgewandelt.
  • Alternativ ist eine MR-Anordnung, die aus drei USWG-Sensoren 9A, 9B und 9C besteht, unter dem Sieb 7 positioniert. Es wird ein Wassergewichtsprofil erstellt, das aus einer Vielzahl von Wassergewichtsmessungen an verschiedenen Stellen in der MR besteht. Die Anordnung sollte mindestens 2 Sensoren aufweisen. In der Regel werden 3 bis 6 Sensoren in Tandem-Anordnung verwendet und ungefähr 1 m von Rand des Siebes positioniert. In der Regel werden die Sensoren in einem Abstand von etwa 30 bis 60 cm voneinander positioniert. Sowohl die Sensoren in der QR-Anordnung als auch die Sensoren in der MR-Anordnung werden vorzugsweise stromaufwärts von einer Trockenlinie positioniert, die an Position 10 des Siebes entsteht.
  • Der Begriff "Wassergewicht" bezieht sich auf die Masse oder das Gewicht von Wasser je Flächeneinheit des Nasspapierbreis, der sich auf dem Sieb befindet. In der Regel sind die USWG-Sensoren, wenn sie unter dem Sieb positioniert sind, so kalibriert, dass sie technische Einheiten von Gramm je Quadratmeter (g/m2) ausgeben. Als eine Näherung entspricht ein Messwert von 10.000 g/m2 einem Papierbrei mit einer Dicke von 1 cm auf dem Tuch. Der Begriff "Basisgewicht" oder "BG" bezieht sich auf das Gesamtgewicht des Materials je Flächeneinheit. Der Begriff "Trockengewicht" oder "Trockenstoffgewicht" bezieht sich auf das Gewicht des Materials (ohne Gewicht, das auf Wasser zurückzuführen ist) je Flächeneinheit.
  • In der Regel werden die Papierherstellungsrohstoffe oder -ausgangsmaterialien zugemessen, verdünnt, mit erforderlichen Zuschlagstoffen vermischt und schließlich gesiebt und gereinigt, während sie über eine Gebläsepumpe 50 in den Stoffauflaufkasten 1 eingeleitet werden. Genauer gesagt, obgleich Stoff aus dem Stoffkasten 54 hinreichend frei von Verunreinigungen sein sollte, verwenden Stoffverteilersysteme von Papiermaschinen in der Regel Drucksiebe 51 und Zentrifugalreiniger 52, um Kontaminierungen zu verhindern.
  • Die Gebläsepumpe 50 dient dem Vermischen des Papierstoffes mit dem Weißwasser und dem Zuführen des Gemischs zu dem Stoffauflaufkasten 1. Um eine gleichmäßige Dispersion zum Stoffauflaufkasten zu gewährleisten, wird der Papierstoff aus einem Konstantkopftank 53, gemeinhin als "Zeugkasten" bezeichnet, über eine Leitung zugeführt, die durch ein Steuerventil (auch als "Basisgewichtsventil" bezeichnet) geregelt wird.
  • Papierstoff wird dem Stoffkasten 54 aus einem Refiner 20 zugeführt, der verstellbare mechanische Elemente enthält, zum Beispiel motorbetriebene Scheibenelemente oder Platten zum Mahlen der Papierfaseroberflächen. Im Allgemeinen ist der Refiner Teil des Papierstoffaufbereitungssystems, das die Pulpe oder den Papierstoff in einer solchen Weise aufbereitet, konditioniert und/oder behandelt, dass eine zufriedenstellende Papierbahn hergestellt werden kann. Die Beladung des Refiners wird durch eine Steuerung 21 geregelt. Das Verstellen der Beladung erhöht oder verringert den Grad der mechanischen Wirkung auf die Pulpe durch die mechanischen Elemente in dem Refiner. Der Refiner ist an Quellen für Dickstoff und Wasser angeschlossen. Um hochwertiges Papier zu erhalten, ist in der Regel mehr als eine einzige Papierbreiquelle angeschlossen. Wie in 1 veranschaulicht, ist der Refiner 20 an drei Quellen 201, 202 und 203 über Ventile 206, 207 bzw. 208 angeschlossen. Die Ventile wiederum werden durch Steuerungen 206A, 207A bzw. 208A geregelt. Die Papierbreiquellen können verschiedene Holzarten (zum Beispiel Weichholz oder Hartholz) und/oder verschiedene Holzaufschlussmechanismen (zum Beispiel mechanisch, chemisch oder Hybrid) darstellen. Obgleich die Quellen an einen einzelnen Refiner angeschlossen sind, versteht es sich, dass jede Quelle auch an einen separaten Refiner angeschlossen sein kann, der mit dem Zeugkasten 54 verbunden ist. Wie zu erkennen ist, kann die Strömungsrate jeder Papierbreiquelle justiert werden. Ein intensives Mahlen des Papierstoffes in dem Refiner verringert die Rate, mit der Wasser durch das Sieb abfließt. Es ist daher üblich, einen rasch entwässernden Papierstoff als "entwässerungsfreudig" oder "mit einer hohen Stoffdurchlässigkeit" zu bezeichnen, während ein stark gemahlener Papierstoff als "nicht entwässerungsfreudig" oder "mit einer geringen Stoffdurchlässigkeit" bezeichnet wird.
  • Das System enthält des Weiteren Mittel zum Beimengen nicht-faseriger Zuschlagstoffe zu dem Papierstoff. Chemische Zuschlagstoffe werden auf verschiedenen Stufen in dem Prozess beigegeben. Zu chemischen und mineralischen Nasspartie-Zuschlagstoffen gehören zum Beispiel Säuren und Basen, Alaun, Schlichtungsmittel, Trockenfestigkeitshilfsstoffe, Nassfestigkeitsharze, Füllstoffe, Färbemittel, Retentionshilfen, Faserflockungsmittel, Entschäumer, Entwässerungshilfen, optische Aufheller, Pechsteuerungschemikalien, Schleimverhütungsmittel und Feinchemikalien. Einige dieser Chemikalien, zum Beispiel Alaun, können dafür verwendet werden, das zeta-Potenzial von Faserpartikeln in dem Papierstoff zu verändern. Die konkreten Arten von Zuschlagstoffen, die verwendet werden, hängen – neben anderen Parametern – von der herzustellenden Papiersorte ab. Die Quelle 140 enthält ein Koagulationsmittel, zum Beispiel Alaun, das dem Papierstoff in dem Kopftank 53 beigegeben wird. Das Alaun dient dem Verbessern der Retention von Feinstoffen und Füllstoffen an den Fasern. Die beigegebene Menge an Alaun wird durch die Steuerung 150 geregelt. Die Quelle 120 enthält Flockungsmittel, die die Bahnbildung verbessern, indem sie die Bindung von Fasermaterial und Füllstoffen unterstützen. Die Menge an Flockungsmitteln, die der Strecke hinzugefügt werden, die den Kopftank 53 verlässt, wird durch die Steuerung 130 geregelt. Schließlich enthält die Quelle 100 Feinchemikalien, zum Beispiel Korrosionshemmer und Schleimverhütungsmittel. Die Menge dieser Bestandteile wird durch die Steuerung 110 geregelt. Das oben Dargelegte dient nur der Veranschaulichung der verschiedenen Strategien, die implementiert werden können. Es ist klar, dass alternativ auch andere Chemikalien verwendet werden können und dass die Chemikalien auch auf anderen Stufen des Prozesses beigegeben werden können.
  • Das Entwässerungsprofil eines Langsiebes ist eine komplizierte Funktion, die grundsätzlich von der Anordnung und Leistung der Entwässerungselemente, den Charakteristika des Siebes, der Spannung des Siebes, den Charakteristika des Papierstoffes (zum Beispiel Stoffdurchlässigkeit, pH-Wert und Zuschlagstoffe), der Papierstoffdicke, der Papierstofftemperatur, der Papierstoffkonsistenz, der Siebgeschwindigkeit und der Refinerbeladung oder -leistung abhängt. Durch Steuern eines oder mehrerer Betriebsparameter des Systems kann die Qualität des hergestellten Papiers geregelt werden. Obgleich man die Konzentration von Zuschlagstoffen einstellen kann, um das Endprodukt zu regulieren, und/oder den Pulpenfluss in den Refiner justieren kann, wenn mehrere Quellen verwendet werden, ist es im Allgemeinen für eine bestimmte Papiersorte bevorzugt, die Konzentration der Zuschlagstoffe und die Pulpenströmungsraten beizubehalten, sobald die optimalen Werte eingestellt sind. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird das System dafür verwendet, einen oder mehrere der anderen Prozessparameter zu steuern, während der Fluss der Zuschlagstoffe und der Pulpe innerhalb bestimmter Sollwerte gehalten wird. Einer dieser Parameter ist die Refinerleistung. Dies kann mit Hilfe eines Refiners bewerkstelligt werden, der ein Refinerplattenpositionssteuersystem aufweist. Indem die Fasern verschiedenen Graden mechanischer Einwirkung unterzogen werden, weist der Papierstoff, der auf das Sieb fließt, unterschiedliche Eigenschaften, zum Beispiel ein anderes Entwässerungsverhalten, auf.
  • Wassergewichtssensoren, die an strategischen Stellen entlang des Papierherstellungstuches angeordnet sind, können zum Profilieren des Entwässerungsprozesses verwendet werden (im Weiteren als "Entwässerungsprofil" bezeichnet). Durch Variieren der oben erwähnten Prozessparameter und Messen von Änderungen im Entwässerungsprofil kann man nun ein Modell erstellen, das die dynamischen Abläufe der Papierprozesse in der Nasspartie simuliert. Umgekehrt kann man das Modell verwenden, um zu bestimmen, wie die Prozessparameter zu variieren sind, um das Entwässerungsprofil beizubehalten oder eine bestimmte Veränderung in dem Entwässerungsprofil herbeizuführen.
  • Es sind drei Wassergewichtssensoren 9A, 9B und 9C veranschaulicht, um das Wassergewicht des Papierstoffs auf dem Sieb zu messen. Die Positionen entlang des Tuchs, wo sich die drei Sensoren befinden, sind mit "h", "m" bzw. "d" bezeichnet. Es können auch mehr als drei Wassergewichtssensoren verwendet werden. Die Sensoren brauchen nicht in Tandem-Anordnung ausgerichtet zu sein. Die einzige Vorgabe ist, dass sie an verschiedenen Positionen in Maschinenrichtung und unter dem Sieb positioniert sind.
  • Die Sensoren befinden sich vorzugsweise unmittelbar neben dem Sieb. In der Regel werden die Messwerte von dem Wassergewichtssensor an Position "h", die dem Stoffauflaufkasten am nächsten liegt, stärker durch Veränderungen bei der Stoffdurchlässigkeit beeinflusst als durch Veränderungen beim Trockenstoff, weil Veränderungen beim Trockenstoff im Vergleich zu der großen Entwässerungswassermenge unbedeutend sind. An der mittleren Position "m" wird der Wassergewichtssensor in der Regel stärker durch Veränderungen bei der Menge des Entwässerungswassers beeinflusst als durch Veränderungen bei der Menge an Trockenstoff. Die Position "m" wird ganz besonders bevorzugt so gewählt, dass sie sowohl Änderungen beim Papierstoffgewicht als auch Änderungen bei der Stoffdurchlässigkeit erfasst. Schließlich wird die Position "d", die der Trocknungspartie am nächsten liegt, so gewählt, dass der Wassergewichtssensor Änderungen beim Trockenstoff erfasst, weil an diesem Punkt des Entwässerungsprozesses die Menge an Wasser, das an der Faser anhaftet oder mit der Faser verbunden ist, proportional zum Fasergewicht ist.
  • Dieser Wassergewichtssensor erfasst außerdem Veränderungen bei der Durchlässigkeit des Siebes, wenn auch in einem geringeren Grad. Vorzugsweise wurden an der Position "d" genügend Mengen Wasser ausgetragen, so dass der Papierstoff eine effektive Konsistenz hat, wodurch im Wesentlichen kein weiterer Faserverlust durch das Tuch hindurch erfolgt.
  • Beim Messen des Papierstoffs ist die Leitfähigkeit des Gemisches hoch und dominiert die Messung des Sensors. Die Leitfähigkeit des Papierstoffs verhält sich direkt proportional zum Wassergesamtgewicht im Inneren, so dass Informationen geliefert werden, die dazu verwendet werden können, die Qualität der Papierbahn, die durch das Papierherstellungssystem hergestellt wird, zu überwachen und zu steuern. Um diesen Sensor dafür zu verwenden, das Gewicht an Fasern in einem Papierstoffgemisch durch Messen seiner Leitfähigkeit zu ermitteln, befindet sich der Papierstoff in einem Zustand, wo alles oder das meiste Wasser durch die Faser gespeichert wird. In diesem Zustand steht das Wassergewicht des Papierstoffs in direktem Verhältnis zum Fasergewicht, und die Leitfähigkeit des Wassergewichts kann gemessen und dafür verwendet werden, das Gewicht der Faser in dem Papierstoff zu bestimmen.
  • Während des anfänglichen Betriebes des Systems, wie in 1 veranschaulicht, wird Nassstoff in der Nasspartie teilweise entwässert, wodurch ein teilweise entwässertes Produkt 91 entsteht. In dieser Anfangsphase wird das teilweise entwässerte Produkt 91 zur Wiederverwertung aufgefangen. Nachdem dieser anfängliche Prozess beendet ist, tritt das teilweise entwässerte Produkt 91 in den Trockenpartieprozess ein, dessen Ergebnis fertiges Papier ist, das auf der Rolle 4 aufgenommen wird. Ein Abtastsensor 14 misst das Basisgewicht in der Trockenpartie, um zu bestätigen, dass die Prozessparameter korrekt ausgewählt wurden.
  • Während der Anfangsphase misst eine MR-Anordnung von Sensoren 9A, 9B und 9C das Wassergewicht in der Nasspartie und übermittelt Signale an einen Computer 160, der kontinuierlich Wassergewichtsprofile des Nasspartieprozesses erstellt. Diese gemessenen Wassergewichtsprofile werden mit dem Basis- oder optimalen Wassergewichtsprofil verglichen, das für die konkrete herzustellende Papiersorte aus einer Datenbank ausgewählt wurde. 4 ist eine Kurvendarstellung des Wassergewichts im Verhältnis zur Siebposition, was die Implementierung des Prozesses veranschaulicht. Wie gezeigt, stellt die Kurve A ein Basis- oder optimales Profil dar, das im Voraus aus der Datenbank für die herzustellende Papiersorte ausgewählt wurde. Während der Anfangsphase werden Wassergewichtsmessungen an dem Sieb durch die MR-Anordnung von Sensoren vorgenommen, und anhand der Messungen wird unter Verwendung standardmäßiger Kurvenanpassungsverfahren die Kurve B erzeugt.
  • Wie zu sehen ist, sind in diesem Fall die gemessenen Wassergewichtswerte höher als jene des Basisprofils. Infolge dessen übermittelt der Computer entsprechende Signale an die Steuerung 21, die die mechanischen Elemente in dem Refiner regulieren, zum Beispiel den Refinerplattenabstand in dem Refiner 20 vergrößern oder verkleinern, der außerdem mit einem Tachometer zum Messen der Motordrehzahl ausgestattet ist. Dieses Kurvenvergleichsverfahren wird fortgesetzt, bis das gemessene Wassergewichtsprofil mit dem im Voraus ausgewählten optimierten Profil übereinstimmt. In der Praxis ist eine einhundertprozentige Übereinstimmung weder erforderlich noch erreichbar, und der Abweichungsgrad kann durch den Maschinenbediener eingestellt werden. Es versteht sich daher, dass der Begriff "Übereinstimmung" oder "übereinstimmen" impliziert, dass das gemessene Wassergewichtsprofil den gleichen oder ungefähr den gleichen Wert hat wie das im Voraus ausgewählte Wasserbasisgewichtsprofil. Wir bleiben bei 4. Eine bevorzugte Ausführungsform des Vergleichens der gemessenen Wassergewichtswerte mit jenen des Basisprofils beinhaltet das Vergleichen der drei Messungen an den Positionen x, y und z für jedes Profil anstatt der beiden Kurven. Des Weiteren kann es je nach der Papiersorte sein, dass Messungen, die näher an der Trockenlinie an der Position z liegen, signifikanter sind als jene in der Nähe des Stoffauflaufkastens an Position x. In diesem Fall kann der Maschinenbediener einen höheren Grad an Übereinstimmung an Position z als an Position x vorgeben. Nachdem die richtige Refinerbeladung erreicht ist, d. h. wenn das gemessene Profil mit dem Basisprofil übereinstimmt, wird der Trockenpartieprozess aktiviert, und das fertige Produkt wird hergestellt. Der Computer wird dafür verwendet, die richtige Refinerbeladung beizubehalten. Wenn also die gemessenen Wassergewichtswerte höher sind als jene des Basisprofils, so übermittelt der Computer 160 entsprechende Signale an die Steuerung 21, die die Beladung des Refiners ändern.
  • Das Steuersystem ist besonders für den Fall eines Bahnrisses geeignet, wenn der Prozess viel dynamischer ist, wobei es nur wenige Verfahren zum Überwachen der Stabilität und des Status der Nasspartie der Papiermaschine gibt. Während eines Papierrisses erhält das Steuersystem ein stabiles Entwässerungsmodell aufrecht, um zu gewährleisten, dass die Bildung und die Gesamtqualität der Bahn sich nicht erheblich verschlechtern. Dabei behält das Steuersystem eine Bahnqualität bei, die es leichter macht, das Papier während des Endes eines Bahnrisszustandes selbst angesichts der veränderten Abfallmaterialwerte in den Prozess einzufädeln. In der Regel wird die Refinerbeladung verringert, wenn der Abfallmaterialfluss verstärkt wird, um das Entwässerungsmodell beizubehalten.
  • Aufbau des USWG-Sensors
  • 2 zeigt einen Leitfähigkeits- oder Widerstandsmesssensor, der in der US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 08/766,864 , die US 5891306 entspricht, beschrieben ist, der die Leitfähigkeit oder den Widerstand des Wassers in dem Papierstoff misst. (Der Sensor kann auch die Dielektrizitätskonstante und die Nähe von Material, beispielsweise Nassstoff, zu dem Sensor messen.) Eine Sensoranordnung enthält zwei längliche geerdete Elektroden 24A und 24B und eine segmentierte Elektrode 24C. Messzellen (Zelle 1, Zelle 2,..., Zelle n) enthalten jeweils ein Segment der Elektrode 24C und einen entsprechenden Abschnitt der geerdeten Elektroden (24A und 24B) gegenüber dem Segment. Jede Zelle detektiert die Leitfähigkeit des Papierstoffs und insbesondere den Wasseranteil des Papierstoffs, der sich in dem Raum zwischen dem Segment und seinen entsprechenden gegenüberliegenden Abschnitten der geerdeten Elektrode befindet. Obgleich die Sensoranordnung mehrere Zellen aufweisen kann, versteht es sich, dass jeder USWG-Sensor nur eine einzige Zellenstruktur erfordert, zum Beispiel Zelle 2 von 2. Auch wenn der bevorzugte Detektor drei Elektroden aufweist, von denen zwei geerdet sind, beträgt die erforderliche Anzahl an Elektroden praktisch nur zwei, wobei eine geerdet ist.
  • Jede Zelle ist unabhängig über ein Impedanzelement Zfest an eine Eingangsspannung (Vin) vom Signalgenerator 25 gekoppelt, und jede gibt eine Ausgangsspannung an den Spannungsdetektor 26 am Bus Vout ab. Der Signalgenerator 25 stellt Vin bereit.
  • Die Vorrichtung 26 enthält Schaltungen zum Detektieren von Änderungen der Spannung von jedem der Segmente in den Elektroden 24C und jegliche Umwandlungsschaltungen zum Umwandeln der Spannungsänderungen in Nutzinformationen bezüglich der physikalischen Eigenschaften des wässrigen Gemischs. Eine optionale Rück kopplungsschaltung 27 enthält eine Referenzzelle mit ähnlich konfigurierten Elektroden wie eine einzelne Zelle innerhalb der Sensoranordnung. Die Referenzzelle arbeitet so, dass sie auf andere unerwünschte Änderungen von physikalischen Eigenschaften des wässrigen Gemisches als die physikalische Eigenschaft des wässrigen Gemischs, die durch die Anordnung gemessen werden soll, reagiert. Wenn der Sensor zum Beispiel Spannungsänderungen infolge von Gewichtsveränderungen detektiert, so ist die Referenzzelle so konfiguriert, dass das Gewicht konstant bleibt. Folglich sind jegliche Spannungs- oder Leitfähigkeitsveränderungen, die die Referenzzelle aufweist, die Folge anderer physikalischer Eigenschaften des wässrigen Gemischs als Gewichtsänderungen (wie beispielsweise Temperatur und chemische Zusammensetzung). Die Rückkopplungsschaltung benutzt die von der Referenzzelle erzeugten Spannungsänderungen zum Erzeugen eines Rückkopplungssignals (Vrückkopplung) zum Kompensieren und Justieren von Vin für diese unerwünschten Änderungen von physikalischen Eigenschaften des wässrigen Gemisches (die weiter unten noch näher beschrieben werden). Es ist außerdem zu beachten, dass die nicht-gewichtsbezogenen Informationen über die Leitfähigkeit des wässrigen Gemischs, die von der Referenzzelle geliefert werden, ebenfalls nützliche Daten für den Bahnherstellungsprozess darstellen können.
  • Die Sensoranordnung erfasst drei detektierte physikalische Eigenschaften des Materials: die Leitfähigkeit oder den Widerstand, die Dielektrizitätskonstante und die Nähe des Materials zum Sensor. Je nach dem Material herrschen eine oder mehrere dieser Eigenschaften vor. Die Materialkapazitanz hängt von der Geometrie der Elektroden, der Dielektrizitätskonstante des Materials und seiner Nähe zum Sensor ab. Für ein reines dielektrisches Material ist der Widerstand des Materials zwischen den Elektroden unendlich (d. h. Rm = ∞), und der Sensor misst die Dielektrizitätskonstante des Materials. Alternativ ist für ein hochleitfähiges Material der Widerstand des Materials weit geringer als die kapazitive Impedanz (d. h. Rm « ZCm), und der Sensor misst die Leitfähigkeit des Materials.
  • 3 veranschaulicht einen Schaltplan einer Messvorrichtung, die Zellen 1-n der Sensoranordnung 24 zum Messen der Leitfähigkeit eines wässrigen Materials enthält. Wie gezeigt, ist jede Zelle an Vin vom Signalgenerator 25 über ein Impedanzelement gekoppelt, das bei dieser Ausführungsform ein Widerstandselement Ro ist. Wenden wir uns Zelle n zu. Der Widerstand Ro ist mit dem mittleren Segment 24D(n) verbunden, und die Abschnitte 24A(n) und 24B(n) (gegenüber dem Segment 24D(n)) sind geerdet. Des Weiteren sind in 3 Widerstände Rs1 und Rs2 gezeigt, welche die Konduktanz des wässrigen Gemisches zwischen den Segmenten und den geerdeten Abschnitten darstellen. Die Widerstände Ro, Rs1 und Rs2 bilden ein Spannungsteilernetzwerk zwischen Vin und Erde.
  • Die in 3 gezeigte Messvorrichtung basiert auf dem Konzept, dass die Leitfähigkeit des Spannungsteilernetzwerks Rs1 und Rs2 des wässrigen Gemischs und das Gewicht oder die Menge an wässrigem Gemisch umgekehrt proportional sind. Folglich nimmt bei zunehmenden bzw. abnehmendem Gewicht die Kombination aus Rs1 und Rs2 ab bzw. zu. Änderungen bei Rs1 und Rs2 verursachen entsprechende Schwankungen bei der Spannung Vout gemäß Vorgabe durch das Spannungsteilernetzwerk. Die Spannung Vout von jeder Zelle wird in den Detektor 26 eingespeist. Darum werden Veränderungen der Spannung, die zu Veränderungen der Leitfähigkeit des wässrigen Gemischs umgekehrt proportional sind, durch den Detektor 26 detektiert, wodurch Informationen bezüglich des Gewichts und der Menge des wässrigen Gemischs in der allgemeinen Nähe über jeder Zelle erzeugt werden. Der Detektor 26 enthält des Weiteren in der Regel noch weitere Schaltungen zum Umwandeln der Ausgangssignale von der Zelle in Informationen, die bestimmte Charakteristika des wässrigen Gemischs darstellen.
  • 3 zeigt außerdem eine Rückkopplungsschaltung 27, die eine Referenzzelle 28 und einen Rückkopplungssignalgenerator 29 enthält. Das Konzept der Rückkopplungsschaltung 27 besteht darin, eine Referenzzelle so zu isolieren, dass auf sie andere Änderungen physikalischer Eigenschaften des wässrigen Gemischs als die physikalische Eigenschaft, die durch das System erfasst werden soll, einwirken. Wenn beispielsweise das Gewicht erfasst werden soll, so wird das Gewicht konstant gehalten, so dass jegliche Spannungsänderungen, die durch die Referenzzelle erzeugt werden, das Ergebnis anderer physikalischer Eigenschaften als Gewichtsänderungen sind. Bei einer Ausführungsform ist die Referenzzelle 28 in ein wässriges Gemisch aus recyceltem Wasser getaucht, das die gleichen chemischen und Temperatureigenschaften wie das Wasser hat, in das die Sensoranordnung 24 getaucht ist. Somit werden jegliche die Leitfähigkeit beeinflussenden chemischen oder Temperaturänderungen, die auf die Anordnung 24 einwirken, auch von der Referenzzelle 28 erfasst. Des Weiteren ist die Referenzzelle 28 so konfiguriert, dass das Gewicht des Wassers konstant gehalten wird. Infolge dessen sind Spannungsänderungen Vout(Referenzelle), die durch die Referenzzelle 28 erzeugt werden, die Folge von Veränderungen der Leitfähigkeit des wässrigen Gemischs, die durch andere Eigenschaftenänderungen als des Gewichts hervorgerufen werden. Der Rückkopplungssignalgenerator 29 wandelt die unerwünschten Spannungsänderungen, die von der Referenzelle erzeugt werden, in ein Rückkopplungssignal um, das Vin entweder erhöht oder verringert und dadurch den Einfluss fehlerhafter Spannungsänderungen auf das Sensorsystem eliminiert. Wenn beispielsweise die Leitfähigkeit des wässrigen Gemischs in der Anordnung infolge eines Temperaturanstiegs zunimmt, so nimmt Vout(Referenzelle) ab, was zu einer entsprechenden Zunahme des Rückkopplungssignals führt. Ein Erhöhen von Vrückkopplung erhöht Vin, was wiederum den anfänglichen Anstieg der Leitfähigkeit des wässrigen Gemischs infolge der Temperaturänderung kompensiert. Infolge dessen ändert sich Vout von den Zellen nur, wenn sich das Gewicht des wässrigen Gemischs ändert.
  • Das oben Dargelegte hat die Prinzipien, bevorzugte Ausführungsformen und Ausführungsweisen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die Erfindung ist aber nicht so zu verstehen, als sei sie auf die konkreten besprochenen Ausführungsformen beschränkt. Darum sind die oben beschriebenen Ausführungsformen als veranschaulichend und nicht als einschränkend anzusehen, und es versteht sich, dass durch einen Fachmann Änderungen an diesen Ausführungsformen vorgenommen werden können, ohne dass der Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung, wie er in den folgenden Ansprüchen definiert ist, verlassen wird.

Claims (32)

  1. Verfahren zum Steuern der Herstellung einer Bahn aus Nassstoff, der Fasern aufweist, wobei der Nassstoff auf einem wasserdurchlässigen beweglichen Sieb einer Entwässerungsmaschine hergestellt wird, die Folgendes aufweist: Mittel zum Zuführen einer Menge Papierbrei aus wenigstens einer Quelle, Mittel zum Hinzufügen einer Menge nicht-faseriger Zusatzstoffe zu dem Nassstoff, einen Refiner, der die Fasern einer mechanischen Bearbeitung unterzieht, wobei der Refiner einer veränderlichen Belastung ausgesetzt wird, und einen Stoffauflaufkasten mit wenigstens einer Stauvorrichtung, wobei jede Stauvorrichtung mit einer Öffnung versehen ist, durch die hindurch Nassstoff auf das Sieb gefüllt wird, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: (a) Anordnen von wenigstens zwei Wassergewichtssensoren unter und neben dem Sieb und an unterschiedlichen Positionen in der Bewegungsrichtung des Siebes und stromaufwärts einer Trockenstrecke, die im Verlauf des Betriebes der Maschine entsteht, wobei jeder der Sensoren eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode enthält, die von der ersten Elektrode beabstandet und neben der ersten Elektrode angeordnet ist, wobei sich der Nassstoff zwischen und in unmittelbarer Nähe zu der ersten und der zweiten Elektrode befindet, wobei jeder Sensor zwischen einem Eingangssignal und einem Bezugspotenzial mit einem Impedanzelement in Reihe geschaltet ist, und wobei Schwankungen bei wenigstens einer Eigenschaft des Nassstoffs zu Veränderungen der Spannung führen, die an jedem Sensor gemessen wird; (b) Betreiben der Maschine in einer solchen Weise, dass ein getrocknetes Bahnprodukt entsteht, und Messen der Wassergewichte der Bahn aus Nassstoff mit Hilfe der Wassergewichtssensoren; (c) Erzeugen von Signalen, welche für die Wassergewichtsmessungen repräsentativ sind, und Erstellen eines Wassergewichtsprofils anhand dieser Signale; (d) Einstellen der Menge der nichtfaserigen Zusatzstoffe zu dem Nassstoff und/oder der Menge Papierbrei, die aus der wenigstens einen Quelle zugeführt wird, dergestalt, dass das Wassergewichtsprofil mit einem zuvor ausgewählten Wassergewichtsprofil übereinstimmt; und (e) in Reaktion auf Veränderungen des Wassergewichtsprofils dergestalt, dass es nicht mit dem zuvor ausgewählten Wassergewichtsprofil übereinstimmt, erneutes Einstellen der Menge der nicht-faserigen Zusatzstoffe zu dem Nassstoff und/oder der Menge Papierbrei, die aus der wenigstens einen Quelle zugeführt wird, bis das Wassergewichtsprofil wieder mit dem zuvor ausgewählten Wasserprofil übereinstimmt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt (d) das Einstellen der veränderlichen Belastung des Refiners aufweist.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Menge der nicht-faserigen Zusatzstoffe, die dem Nassstoff beigegeben werden, innerhalb eines zuvor ausgewählten Bereichs gehalten wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Menge Papierbrei, die aus der wenigstens einen Quelle zugeführt wird, innerhalb eines zuvor ausgewählten Bereichs gehalten wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt (d) das Einstellen der Menge der nichtfaserigen Zusatzstoffe zu dem Nassstoff aufweist.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt (d) das Einstellen der Menge Papierbrei aus der wenigstens einen Quelle aufweist.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die erste Elektrode mit dem Impedanzelement verbunden ist und die zweite Elektrode mit dem Bezugspotenzial verbunden ist.
  8. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die erste Elektrode mit dem Eingangssignal verbunden ist und die zweite Elektrode mit dem Impedanzelement verbunden ist.
  9. Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Impedanzelement mehrere Widerstandselemente aufweist und die erste Elektrode mehrere elektrisch isolierte Nebenelektroden aufweist, die jeweils mit einem der mehreren Widerstandselemente verbunden sind.
  10. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die zweite Elektrode einen Satz elektrisch isolierter Nebenelektroden aufweist und das Impedanzelement mehrere Widerstandselemente aufweist, wobei die erste Elektrode mit dem Eingangssignal verbunden ist und jeder Satz Nebenelektroden mit einem der mehreren Widerstandselemente verbunden ist.
  11. Verfahren nach Anspruch 7, das des Weiteren eine dritte Elektrode aufweist, die mit dem Bezugspotenzial verbunden ist, wobei die erste Elektrode von der zweiten und der dritten Elektrode beabstandet und zwischen der zweiten und der dritten Elektrode angeordnet ist, wobei sich ein weiterer Abschnitt der Bahn aus Material zwischen und in unmittelbarer Nähe zu der ersten und der dritten Elektrode befindet.
  12. Verfahren nach Anspruch 1, das des Weiteren Mittel zum Erzeugen eines Rückkopplungssignals aufweist, um das Eingangssignal so einzustellen, dass die Schwankungen bei wenigstens einer der Eigenschaften die Folge von Schwankungen bei einer einzelnen physikalischen Eigenschaft des Nassstoffs sind.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei zu den physikalischen Eigenschaften die Dielektrizitätskonstante, die Leitfähigkeit und die Nähe des Abschnitts des Nassstoffs zu dem Sensor gehören und die einzelne physikalische Eigenschaft des Nassstoffs das Gewicht, die chemische Zusammensetzung oder die Temperatur ist.
  14. Verfahren nach Anspruch 1, wobei es sich bei dem Impedanzelement um ein induktives Element oder ein kapazitives Element mit jeweils einer zugehörigen Impedanz handelt und das Eingangssignal eine zugehörige Frequenz aufweist und wobei die zugehörige Impedanz des induktiven Elements oder des kapazitiven Elements auf eine bestimmte Größenordnung eingestellt werden kann, indem die zugehörige Frequenz auf eine bestimmte Größenordnung eingestellt wird.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei der Sensor eine zugehörige Impedanz aufweist und die zugehörige Frequenz so eingestellt wird, dass die Sensorimpedanz und die Impedanz des induktiven Elements oder des kapazitiven Elements ungefähr gleich sind.
  16. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die wenigstens zwei Wassergewichtssensoren im Wesentlichen in Tandemform angeordnet sind.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei der Schritt (a) das Anordnen von wenigstens drei Sensoren aufweist.
  18. System zum Steuern der Herstellung von Nassstoff in der Produktion eines getrockneten Bahnprodukts, das Fasern auf einem wasserdurchlässigen beweglichen Sieb (7) einer Entwässerungsmaschine aufweist, die Folgendes aufweist: Mittel zum Zuführen einer Menge Papierbrei aus wenigstens einer Quelle, Mittel (100, 110, 120, 130, 140, 150) zum Hinzufügen einer Menge nicht-faseriger Zusatzstoffe zu dem Nassstoff, einen Refiner (20), der die Fasern einer mechanischen Bearbeitung unterzieht, wobei der Refiner eine Motorlaststeuerung (21) aufweist, und einen Stoffauflaufkasten (1) mit wenigstens einer Stauvorrichtung (11), wobei jede Stauvorrichtung mit einer Öffnung versehen ist, durch die hindurch Nassstoff auf das Sieb abgelassen wird, wobei das System Folgendes aufweist: (a) wenigstens zwei Wassergewichtssensoren (9A, 9B, 9C, 12), die neben dem Sieb angeordnet sind, wobei die wenigstens zwei Sensoren an unterschiedlichen Positionen in der Bewegungsrichtung des Siebes und stromaufwärts einer Trockenstrecke angeordnet sind und die Sensoren Signale erzeugen, die für ein Wassergewichtsprofil repräsentativ sind, das aus einer Vielzahl von Wassergewichtsmessungen zusammengesetzt ist, wobei jeder der Sensoren (9A, 9B, 9C, 12) eine erste Elektrode (24C) und eine zweite Elektrode (24A) enthält, die von der ersten Elektrode beabstandet und neben der ersten Elektrode angeordnet ist, wobei sich der Nassstoff zwischen und in unmittelbarer Nähe zu der ersten und der zweiten Elektrode befindet, wobei jeder Sensor zwischen einem Eingangssignal und einem Bezugspotenzial mit dem Impedanzelement in Reihe geschaltet ist, und wobei Schwankungen bei wenigstens einer Eigenschaft des Nassstoffs zu Veränderungen der Spannung führen, die an jedem Sensor gemessen wird; (b) Mittel (160) zum Einstellen der Motorlaststeuerung und/oder der Menge der nichtfaserigen Zusatzstoffe, die dem Nassstoff beigegeben werden, und/oder der Menge Papierbrei, die aus der wenigstens einen Quelle zugeführt wird, um zu bewirken, dass das Wassergewichtsprofil mit einem zuvor ausgewählten Wassergewichtsprofil übereinstimmt; und (c) Mittel (160) zum Einstellen der Menge der nicht-faserigen Zusatzstoffe zu dem Nassstoff und/oder der Menge Papierbrei, die aus der wenigstens einen Quelle zugeführt wird, in Reaktion auf Veränderungen des Wassergewichtsprofils dergestalt, dass es nicht mit dem zuvor ausgewählten Wassergewichtsprofil übereinstimmt, bis das Wassergewichtsprofil wieder mit dem zuvor ausgewählten Wasserprofil übereinstimmt.
  19. System nach Anspruch 18, wobei die Menge der nichtfaserigen Zusatzstoffe, die dem Nassstoff beigegeben werden, innerhalb eines zuvor ausgewählten Bereichs gehalten wird.
  20. System nach Anspruch 18, wobei die Menge Papierbrei, die aus der wenigstens einen Quelle zugeführt wird, innerhalb eines zuvor ausgewählten Bereichs gehalten wird.
  21. System nach Anspruch 18, wobei die erste Elektrode (24C) mit dem Impedanzelement verbunden ist und die zweite Elektrode (24A) mit dem Bezugspotenzial verbunden ist.
  22. System nach Anspruch 18, wobei die erste Elektrode (24C) mit dem Eingangssignal verbunden ist und die zweite Elektrode (24A) mit dem Impedanzelement verbunden ist.
  23. System nach Anspruch 21, wobei das Impedanzelement mehrere Widerstandselemente (Ro) aufweist und die erste Elektrode (24C) mehrere elektrisch isolierte Nebenelektroden (24D(1), 24D(2), 24D(n)) aufweist, die jeweils mit einem der mehreren Widerstandselemente verbunden sind.
  24. System nach Anspruch 23, wobei die zweite Elektrode einen Satz elektrisch isolierter Nebenelektroden aufweist und das Impedanzelement mehrere Widerstandselemente (Ro) aufweist, wobei die erste Elektrode (24C) mit dem Eingangssignal verbunden ist und jeder Satz Nebenelektroden mit einem der mehreren Widerstandselemente verbunden ist.
  25. System nach Anspruch 21, das des Weiteren eine dritte Elektrode (24B) aufweist, die mit dem Bezugspotenzial verbunden ist, wobei die erste Elektrode (24C) von der zweiten (24A) und der dritten (24B) Elektrode beabstandet und zwischen der zweiten (24A) und der dritten (24B) Elektrode angeordnet ist, wobei sich ein weiterer Abschnitt der Bahn aus Material zwischen und in unmittelbarer Nähe zu der ersten und der dritten Elektrode befindet.
  26. System nach Anspruch 18, das des Weiteren Mittel (27, 28, 29) zum Erzeugen eines Rückkopplungssignals aufweist, um das Eingangssignal so einzustellen, dass die Schwankungen bei wenigstens einer Eigenschaft die Folge von Schwankungen bei einer einzelnen physikalischen Eigenschaft des Nassstoffs sind.
  27. System nach Anspruch 26, wobei zu den physikalischen Eigenschaften die Dielektrizitätskonstante, die Leitfähigkeit und die Nähe des Abschnitts des Nassstoffs zu dem Sensor gehören und die einzelne physikalische Eigenschaft des Nassstoffs das Gewicht, die chemische Zusammensetzung oder die Temperatur ist.
  28. System nach Anspruch 18, wobei es sich bei dem Impedanzelement um ein induktives Element oder ein kapazitives Element mit jeweils einer zugehörigen Impedanz handelt und das Eingangssignal eine zugehörige Frequenz aufweist und wobei die zugehörige Impedanz des induktiven Elements oder des kapazitiven Elements auf eine bestimmte Größenordnung eingestellt werden kann, indem die zugehörige Frequenz auf eine bestimmte Größenordnung eingestellt wird.
  29. System nach Anspruch 28, wobei der Sensor (9A, 9B, 9C, 12) eine zugehörige Impedanz aufweist und die zugehörige Frequenz so eingestellt wird, dass die Sensorimpedanz und die Impedanz des induktiven Elements oder des kapazitiven Elements ungefähr gleich sind.
  30. System nach Anspruch 18, wobei die Wassergewichtssensoren (9A, 9B, 9C) im Wesentlichen in Tandemform angeordnet sind.
  31. System nach Anspruch 30, wobei das System wenigstens drei Sensoren (9A, 9B, 9C) aufweist, die unter und neben dem Sieb angeordnet sind.
  32. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt (b) den Schritt des Beaufschlagens des Stoffauflaufkastens mit Papierbrei aus einer Papierbreiquelle aufweist und wobei die Veränderung des Wassergewichtsprofils durch ein Brechen in der Bahn aus Nassstoff oder der Bahn aus getrocknetem Produkt verursacht wird und wobei wenigstens Teile der Bahn aus Nassstoff oder des getrockneten Bahnprodukts, die abgebrochen sind, zu der Papierbreiquelle zurückgeführt werden.
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