FI59631C - System foer reglering av minst en variabel storhet vid behandling av cellulosahaltigt fibermaterial - Google Patents

Description

ESSr^l ΓΒΐ /Hi^UULUTUSJULKAISU CQ£-7* MA LBJ (11) UTLÄGGNINGSSKRIFT 0 ^ 6 0 1 C(45) Patentti myönnetty 10 09 Ι'ΌΙ ^ τ ^ (51) Kv.ik.3/int.ci.^ D 21 C 9/10 SUOMI—FINLAND (21) Pttanttlhafcamui — P*t«ntana<Mailn| 1686/72 (22) HtkemhpUvI — AiwMtnlnpdaf 13.06.72 ' ' (23) Altaiptlvt—GlMghatadaf 13.06.72 (41) Tullut Julkbakal — Bllvltoffmtllg 15.12.72 (44) Nlhttvllulpanoii |a kuuLJtilkabun pvm— 29 05 8l

PatMie· OCh refifteratyralaM v ' AimMcm Utbfd och utUkriftM publkarad ^y.U^.Ol (32)(33)(31) Pyydttty «tuot koit—B«fftrd prtorltet 1^*06.71 USA(US) 152728 (71) Canadian International Paper Company, Sun Life Building, Dominion Square, Montreal, Quebec, Kanada(CA) (72) John A. Histed, LOriginal,· Ontario, William H. Lawford, Hawkesbury,

Ontario, Murray J. McLeod, Hawkesbury, Ontario, Robert G. Wendebom,

London, Ontario, Dennis R. Catford, Gold River, British Columbia, Kanada(CA) (7*0 Berggren Oy Ab (51*) Järjestelmä ainakin yhden muuttuvan suureen säätämiseksi selluloosa-pitoista kuitumateriaalia käsiteltäessä — System för regiering av minst en variabel storhet vid behandling av cellulosahaltigt fiber-material

Esillä oleva keksintö koskee järjestelmää ainakin yhden muuttuvan suureen säätämiseksi kuitupitoista selluloosamateriaalia kemiallisesti käsiteltäessä käyttämällä optista mittauslaitetta valosta riippuvien signaalien tuottamiseksi, joka valo heijastuu kahtena aallonpituusnauhana.

Massan käsittelyteollisuudessa on yleisenä käytäntönä valvoa optisesti massalietenäytteitä tarkoituksella säätää joko käsin tai automaattisesti määrättyjä tekijöitä käsiteltäessä massaa sen valmistuksen eri vaiheissa. Monissa optisissa mittauslaitteissa käytetään aikaisemmissa järjestelmissä massalietenäytteen valonheijastusominai-suuksia muodossa tai toisessa. Muutamat laitteet mittaavat yksinkertaisesti massalietteen valkoisuuden yhdellä aaltoalueella. Joissain muissa laitteissa mitataan heijastus polarisoitujen järjestelmien avulla, jotka määräävät kiillon. Joissain muissa laitteissa mitataan massalietteen kirkkaus optillisesti.

Tällaisia järjestelmiä on yleensä kahta lajia: saatua optista tietoa käytetään muutosten valvomiseksi kohdassa joka sijaitsee ennen mittauskohtaa, jota nimitetään "takaisinsyöttöjärjestelmäksi" tai tietoa käytetään käsittelyn valvomiseksi kohdassa, joka sijaitsee mittauskohdan jälkeen, jolloin kyseessä on "eteenpäinsyöttöjärjes-telmä".

• t - 2 59631

Yleisenä vaikeutena takaisinsyöttöjärjestelmässä on tavallisesti esiintyvä pitkä viipymisjakso. Tällaisissa järjestelmissä optisen mittauksen osoittaessa, että vaaditaan muutosta, on tämä muutos tehtävä riittävän aikaisessa vaiheessa käsittelyssä, jotta määrätyt kemialliset ja fysikaaliset muutokset voivat tapahtua ennen kuin näissä uusissa olosuhteissa käsitelty tuote saavuttaa mittauslaitteen. Klooraus- ja massankeittovaiheissa voi tämä viivytysjakso olla yhdestä aina useampiin tunteihin. Näin on asianlaita käsittääpä järjestelmä käsin tapahtuvan säädön, jolloin operaattori suorittaa erilaisia kokeita näytteiden avulla ja vaihtaa sitten käsittelyolosuhteita ennen mittauskohtaa näytteestä saatujen tulosten perusteella, tai suo-ritetaanko tällainen kokeilu ja säätö automaattisesti. Pääprobleema-na on riittävän pitkän ajan varaaminen muutoksia varten massan käsittelyssä ennen uuden optisen mittaamisen suorittamista.

Eteenpäinsyöttötyyppisessä järjestelmässä on yleisenä probleemana se, että tarkoituksella aikaansaada muutos puutteellisuuksien kompensoimiseksi käsittelyssä ennen mittauslaitetta, tarvitaan suhteellisen suuret kemikaalirnäärät. Esimerkiksi muutamissa tämän laatuisissa aikaisemmissa järjestelmissä mitataan massaliete optisesti sen jälkeen, kun se on kulkenut klooraus- ja alkaliuuttovaiheiden lävitse. Mikäli massalietteellä on väärä väri tai riittämätön valkoisuus, lisätään lisää kemikaaleja valkaisuvaiheissa. Yleensä kemikaalien lisäämiskustannukset valkaisuvaiheissa epätyydyttävän kloorauksen korjaamiseksi ovat suuremmat kuin silloin, jos itse klooraus voitaisiin säätää oikein.

Lisäksi kummankin laatuisessa järjestelmässä on erilaisia vaikeuksia säädettäessä määrättyjä käsittelyjä. Esimerkiksi massan keittoa valvottaessa pysyy massa keittokattilassa useita tunteja. Useimmissa aikaisemmissa järjestelmissä voidaan massankeittoasteen kemiallinen määritys suorittaa ainoastaan massalietenäytteestä sen poistamisen jälkeen keittokattilasta. Tämä kemiallinen määritys vaatii noin yhden tunnin . Tämän jälkeen erilaisia tekijöitä keiton valvomiseksi voidaan muuttaa, mutta näiden muutosten vaikutus viipyy useita tunteja ja samoin massan optimilaadun aikaansaaminen. Lisäksi useimmat tällaiset järjestelmät vaativat massalietteen keittoasteen käsin eikä automaattisesti tapahtuvan määräyksen.

Esillä olevan keksinnön avulla vältetään nämä ja muut haitat uudella menetelmällä ja laitteistolla kuten seuraavasta keksinnön määrättyjen toteuttamismuotojen selityksestä ilmenee.

3 59631

Esillä oleva keksintö käsittää menetelmän ja laitteiston säätösignaalin aikaansaamiseksi klooraamalla näyte edullisesti korotetussa lämpötilassa ja lyhyen ajan kuluessa ja mittaamalla optisesti heijastus kahdella ennakolta määrätyllä aaltoalueella pesemättömän lietteen näytettä käyttäen. Heijastusarvojen eroa eli delta R (ΔΗ) näiden kahden aaltoalueen välillä käytetään sähköisen signaalin aikaansaamiseksi, jota voidaan käyttää säätämään automaattisesti määrättyjä massan valmistuskäsittelyssä suoritettavia toimenpiteitä. Koska pH vaikuttaa heijastusarvoihin, on yleensä edullista mitata heijastus-arvot käyttäen sellaista pesemättömän massan lietettä, jolla on reaktion pH-arvo, joka kloorin avulla kloorattaessa on yleensä noin 2,0.

Erään edullisen toteuttamismuodon mukaisesti otetaan massan keittokattliasta jatkuvasti massanäyte. Alustavan käsittelyn jälkeen lisätään tunnettu kloorimäärä jatkuvasti näytteeseen ja näyte kuumennetaan määrättyyn lämpötilaan. Kloorausreaktiota kiihdytetään korotetussa lämpötilassa. Esimerkiksi lämpötilassa 80°C voidaan reaktio suorittaa ainoastaan hieman pidemmän ajan kuin minuutin kuluessa, kun se lämpötilassa 20°C vaatii noin 1 tunnin . Tämän jälkeen heijastetaan voimakkaasta valolähteestä saatu valo klooratusta massanäyttees-tä kahteen suodattimena varustettuun mittauslaitteeseen. Toisessa näistä valon mittauslaitteista on sininen suodatin ja toisessa keltainen suodatin. Valonmittauslaitteiden sähköiset lähtösignaalit vastaavat massanäytteen heijastuksia vastaavilla aaltoalueilla. Lähtö-signaalit johdetaan differentiaalivahvistimen kautta, jossa toisen mittauslaitteen signaali vähennetään toisen signaalista, jolloin saadaan heijastuslukemien välinen ero. Kun tunnetaan näytteeseen lisätty kloorimäärä, kiihdytetyn kloorausreaktion kestoaika ja sen lämpötila ja heijastusarvo (AR) näillä kahdella määrätyllä aaltoalueella, voidaan massan keittoaste mitattuna permanganaatti-lukuna, Kappa-lukuna tai kloorilukuna laskea empiiristen arvojen perusteella.

Erään erittäin edullisen toteuttamismuodon mukaisesti syötetään delta R tietokoneeseen, joka on ohjelmoitu määräämään keitto-asteen automaattisesti. Muita tietokoneeseen syötettyjä arvoja on lämpötila,paine ja keittoliuoksen väkevyys keittokattilassa. Tietokone on ohjelmoitu suorittamaan automaattisesti sopivat muutokset yhden tai useamman seuraavan tekijän suhteen, jotka säätävät massan keittoa optisen mittauslaitteen tulosignaalien vaihtelujen perusteella: 1. Valmistusnopeuden tai viipymisajan muutokset jatkuvan keitto-kattilan keittovyöhykkeessä säätämällä puulastujen syöttönopeutta jatkuvaan keittokattilaan ja siitä pois; 2. muutokset jatkuvan keittokattilan keittolämpötilassa säätä- “ 59631 mällä sitä höyrymäärää, joka johdetaan kattilan lämmönvaihtajiin tai 3· muutokset sen keittoliuoksen väkevyydessä, joka johdetaan kattilassa oleviin lastuihin.

Keksinnön erään toisen toteuttamismuodon mukaisesti otetaan massalietteen näyte jatkuvasti kloorin sekoituslaitteesta klooraus-vaiheen alussa. Näytteessä tapahtuu kiihdytetty kloorausreaktio korotetussa lämpötilassa ja tämän jälkeen mitataan optisesti heijastus kahdella määrätyllä aaltoalueella. Optisesta mittauslaitteesta saatu sähkösignaali johdetaan valvontalaitteeseen, joka säätää sen kloorin määrää, joka lisätään ennen näytteenottokohtaa optisen mittauslaitteen signaalien muutosta vastaavasti. Koska näytteen kloorausasteen tarkka optinen toteaminen voidaan suorittaa keksinnön mukaisesti niin lyhyen ajan kuin minuutin kuluessa, ei se viipymisajan aiheuttama probleema, joka on ollut haittana useimmissa aikaisemmissa takaisin-syöttöjärjestelmissä ole oleellinen esillä olevassa keksinnössä.

Keksinnön molemmissa toteuttamismuodoissa aikaansaadaan mas-sanäytteen nopea ja tarkka tutkiminen käyttämällä optista mittauslaitetta massalietenäytteen heijastuserojen mittaamiseksi kahdella määrätyllä aaltoalueella sen jälkeen kun siinä on tapahtunut kiihdytetty kloorausreaktio korotetussa lämpötilassa. Tällaiset arvot vuorostaan mahdollistavat määrättyjen vaihtelevien suureiden säätämisen massan-valmistuskäsittelyssä joko ennen tai jälkeen näytteenottokohtaa, jolloin ei tapahdu oleellista viivytystä näytteenottohetken näytteen tutkimisen ja korjauksen suorittamisen välillä.

Keksinnön vielä erään toisen toteuttamismuodon mukaisesti säädetään niillä laitteilla, joilla keittokattilaa säädetään, myös kloo-rausvaihetta. Keittokattilaa valvottaessa määrätään massalietteen keittoaste optisesti edellä kuvatulla tavalla. Keittoaste osoittaa kuinka paljon kloorausta tarvitaan sen jälkeen, kun massaliete on poistunut kattilasta. Täten viivyttämällä säätötoimenpiteitä määrätyn ajan massalietteen viipymisajan laskemiseksi,voi valvova henkilö injektoida sopivan kloorimäärän kloorausvaiheeseen massan keittoasteen muutosten korjaamiseksi. Täten järjestelmä toimii automaattisesti ja suorittaa samanaikaisesti ',takaisinsyöttö,,-valvonnan kattilassa tasaisen keittoasteen ylläpitämiseksi ja "eteenpäinsyöttö"-valvonnan kloo-rausvaiheessa.

Keksinnön tarkoituksena on täten aikaansaada menetelmä ja laitteisto massalietenäytteen saattamiseksi reagoimaan nopeasti ja tarkoin kloorausreagenssin kanssa ja mittaamalla optisesti heijastus kahdella määrätyllä aaltoalueella. Täten saatua informaatiota käytetään valittujen massankäsittelyeldSUhteidert automaattiseksi säätämiseksi .

5 59631

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on lisäksi käyttää hyväksi heijastuseroa kahdella määrätyllä aaltoalueella sellaisesta mas-salietteen jatkuvasti otetusta näytteestä, joka on saatu jatkuvasti toimivasta keittokattilasta sen jälkeen kun massanäytteessä on suoritettu kiihdytetty kloorausreaktio korotetussa lämpötilassa ja laitteiden aikaansaamiseksi, jotka toimivat täten saadun optisen tiedon perusteella ja säätävät keittokattilan toimintaa tasalaatuisen keitto-asteen aikaansaamiseksi.

Keksinnön tarkoituksena on edelleen ottaa massalietenäyte kloorin sekoittajan ja klooraustornin väliltä, kiihdyttää reaktiota kohottamalla lämpötilaa, mittaamalla optisesti näytteen heijastus-eroavaisuudet kahdella määrätyllä aaltoalueella ja käyttää täten saatuja optisia arvoja kloorilisäyksen säätämiseksi kloorausvaiheessa.

Keksinnön edellä mainitut ja muut päämäärät, toteuttamismuodot ja edut ilmenevät tarkemmin keksinnön seuraavasta yksityiskohtaisesta selityksestä, joissa viitataan keksinnön määrättyihin edullisiin toteuttamismuotoihin ja oheen liitettyihin piirustuksiin.

Kuvio 1 esittää kaaviollisesti keksinnön erästä toteuttamismuotoa sovellettuna massanvalmistuskäsittelyn keitto-osaan.

Kuvio 2 esittää kaaviollisesti optista mittauslaitetta, jota voidaan käyttää kuvioiden 1 ja 4 mukaisissa toteuttamismuodoissa.

Kuvio 3 esittää graafisesti massalietenäytteeseen lisätyn kloorin prosenttimäärän, kun massanäytteessä on tapahtunut kiihdytetty kloorausreaktio korotetussa lämpötilassa, ja Kappa-luvun suhdetta ja klooratun näytteen heijastuseroa näillä kahdella määrätyllä aalto-alueella.

Kuvio 4 esittää kaaviollisesti keksinnön erästä toista toteuttamismuotoa sovellettuna massan valmistuskäsittelyn kloorausvaiheeseen.

Kuvio 5 esittää graafisesti koetuloksia, jotka kuvaavat massan valonheijastusarvojen eroavaisuutta erilaisissa keittoasteissa erilaisia aaltopituusyhdistelmiä käytettäessä.

Kuvio 6 esittää Kappa-luvun ja heijastuseroavaisuuden suhdetta aaltopituuksilla 380 nm ja 420 nm erilaisia massanäytteitä käytettäessä.

Kuviossa 1 on esitetty keksinnön eräs edullinen toteuttamismuoto, joka käsittää laitteen jatkuvan massalietenäytteen ottamiseksi jatkuvasti toimivasta keittokattilasta ja tämän näytteen optisen mittaamisen signaalin aikaansaamiseksi keittokattilan toiminnan säätämistä varten. Puulastut johdetaan lastujen mittauslaitteen 10 kautta, jossa ne sekoitetaan matalapaineisen höyryn kanssa ja johdetaan lopuksi korkeapainesyöttölaitteen 12 kautta yhdessä keittoliuoksen 6 59631 kanssa jatkuvan massankeittokattilan 14 syöttökohtaan.

Massaa käsitellään tässä jatkuvassa keittokattilassa tavanomaisella tavalla lukuunottamatta sitä, että kattilan toimintaa säädetään seuraavassa kuvatulla tavalla.

Jatkuva keittokattila on tavallisesti pystysuora ja lastut kulkevat alaspäin niitä käsiteltäessä. Kohdassa 16 välittömästi keit-tovyöhykkeen alapuolella poistetaan jatkuva massalietenäyte ja johdetaan käsittelyvaihesarjan kautta. Sellaisissa tapauksissa, joissa massa on suhteellisen hyvin keitetty, pestään se keittoliuoksen poistamiseksi keittolaitteessa 18. Sellaisissa käsittelyissä, joissa massalietenäyte on hyvin raaka, on hienonnuskäsittely 20 välttämätön ennen näytteen pesemistä.

PoistuttUaan pesulaitteesta 18 johdetaan massa sakeudensäätö-laitteen 22 kautta, joka takaa sen, että määrätty kiinteän massan pai-nomäärä sisältyy lietteen määrättyyn tilavuuteen. Massanäyte johdetaan sakeuden säätölaitteesta jatkuvan virtauksen säätävään laitteeseen 24. Kun näyte on poistunut virtauksen säätölaitteesta 24, injek toidaan siihen klooria määrätyllä vakionopeudella mittauslaitteen 26 avulla. Koska myös massanvirtausnopeus on vakio, tunnetaan kloorin väkevyys näytteen tilavuusyksikköä kohden.

Kloorin injektiolaitteen 26 jälkeen johdetaan massavirtaan höyryä 28 seoksen kuumentamiseksi lämpötilaan, joka voi olla aina 80°C tai vielä korkeampi. Lämpötilassa 80°C tapahtuu kloorausreaktio täydellisesti noin 1 minuutin kuluessa. Muissa toteuttamismuodoissa, joissa aika ei ole yhtä merkityksellinen, voi lämpötila olla noin 60°C ja reaktio tapahtuu täydellisesti 6-10 minuutin kuluessa. Alempien lämpötilojen etuna on se, että tällöin tarvitaan vähemmän höyryä ja käsittely on täten hieman taloudellisempi.

Määrätyllä etäisyydellä myötävirrassa höyryn injektiokoh-dasta 28 on optinen mittauslaite 30, joka on sovitettu kanavan 32 viereen, jossa kloorattu massanäyte virtaa. Kanava 32 voi olla suljettu johto, jossa on läpinäkyvä ikkuna 48 optisessa mittauskohdassa. Säätölaitteen 24 säätämä virtausnopeus säädetään kuumennetun näytteen lämpötilan mukaisesti niin, että sinä hetkenä kun määrätty tila-vuusyksikkö kuumennettua kloorattua näytettä on kulkenut höyryn in-jektoimislaitteesta 28 optiseen mittauslaitteeseen 30, on kloorausreaktio saavuttanut määrätyn loppupisteen ja se on tapahtunut riittävän täydellisesti optisen mittaamisen mahdollistamiseksi.

Kuten alempana yksityiskohtaisemmin esitetään, saadaan optisen mittauslaitteen 30 lähtösignaali sähköisen valvontasignaalin muodossa ja sen muodostaa kahden määrätyllä aaltoalueella olevan heijasi 7 59631 tusarvon ero klooratusta massanäyteestä. Optisen mittauslaitteen 30 lähtösignaali johdetaan säätölaitteen 34 syöttökohtaan.

Kuviossa 1 esitetty säätölaite 3^ on yleisesti ottaen laatikon muotoinen. Tässä toteuttamismuodossa voidaan säätölaitteena 34 käyttää ohjelmoitua digitaali- tai analogi-tietokonetta. Muissa toteuttamismuodoissa voi säätölaite 34 olla yksinkertaisempi sähköisesti toimiva automaattinen säätölaite. Muita signaaleja säätölaitteeseen annetaan lämpötilan toteamislaitteesta 36, joka aikaansaa sähköisen lähtösignaalin, joka vastaa jatkuvassa keittokattilassa olevan aineen lämpötilaa. Muita signaaleja säätölaitteeseen 34 saadaan paineenmittauslaitteesta 38, joka aikaansaa sähköisen lähtösignaalin jatkuvassa kattilassa tapahtuvia painemuutoksia vastaavasti. Keitto-liuoksen virtausnopeuden mittauslaite 40, joka aikaansaa sähköisen lähtösignaalin, joka vastaa keittokemikaalin väkevyyttä keittokatti-lassa 14 puun suhteen laskettuna, aikaansaa myös syöttösignaalin säätölaitteeseen 34.

Säätö- tai valvontalaitteessa on myös useita lähtösignaali-kanavia* Eräs tällainen on suunnattu apulaitteeseen 42, joka säätää korkean lämpötilan omaavan höyryn syöttämistä kattilan 14 lämmönvaih-tajiin. Toinen säätölaitteen lähtösignaali kohdistuu laitteeseen 44, joka säätää keittoliuoksen lisäämistä keittokattilaan 14 ja kykenee täten vaihtelemaan keittoliuoksen väkevyyttä tässä jatkuvassa keittokattilassa. Säätölaitteesta annetaan signaaleja myös laitteeseen 46, joka säätää puulastujen syöttönopeutta lastujen syöttölaitteeseen 10 ja laitteeseen 47, joka säätää aineen poistumista keitto-kattilasta. Vaihtelemalla puulastujen syöttönopeutta tähän jatkuvaan kettokattilaan ja keitetyn aineen pöistonopeutta siitä, voidaan säätää lastujen viipymisaikaa tässä kattilassa.

Kuviossa 2 on esitetty kaaviollisesti ja yksityiskohtaisemmin optinen mittauslaite 30. Massanäytteen johdossa 32 on läpinäkyvä ikkuna 48. Optinen mittauslaite 30 on sovitettu ikkunan 48 läheisyyteen. Kaksi voimakasta lamppua 50 ja 52 ovat molemmat sovitetut kulmaan ikkunan 48 pinnan tason suhteen niin, että niiden yhdistetty valo heijastuu massan pinnasta ja mitataan suunnassa, joka on kohtisuorassa ikkunan pinnan tason suhteen.

Massan pinnasta heijastunut valo virtaa linssijärjestelmän 54 lävitse ja jakaantuu kahteen sädekimppuun. Toinen valonsädekimppu virtaa keltaisen suodattimen 56 lävitse ja osuu ensimmäiseen optiseen mittauslaitteeseen 57. Toinen heijastunut valonsädekimppu virtaa sinisen suodattimen 58 lävitse ja osuu toiseen optiseen mittauslaitteeseen 59· Sähköiset lähtösignaalit optisista mittauslaitteista 57 ja 8 59631 59 johdetaan differentiaalivahvistuslaitteeseen 60, jossa toisen va-lonmittauslaitteen lähtösignaali vähennetään sähköisesti toisen valo-mittauslaitteen lähtösignaalista. Täten aikaansaatu differentiaali-vahvistuslaitteesta 60 saatu lähtösignaali vastaa massalietenäytteen heijastuseroavaisuutta mainitulla kahdella aaltoalueella.

Kuvioiden 1 ja 2 mukaisessa edullisessa toteuttamismuodossa on suodatin 56 sellainen,että se läpäisee sellaisen valon, jonka aaltopituus on keskittynyt arvoon noin 580 nanometriä. Suodatin 58 läpäisee valon, jonka aaltopituus on keskittynyt alueelle noin 420 nanometriä. Keksinnön erään toteuttamismuodon mukaisesti aikaansaavat nämä kaksi aaltoaluetta erittäin tarkat tulokset mitattaessa massa-näytteen keittoastetta valon heijastuksen avulla kuvattua menetelmää ja laitteita käyttäen.

Nämä tulokset saatiin kokeellisesti siten kuin esimerkissä 4 tämän selityksen lopussa on esitetty. Muiden toteuttamismuotojen mukaisesti voidaan käyttää hieman erilaiset ominaisuudet omaavia valon suodattimia tutkittavan massan kovuudesta riippuen.

Eräissä toteuttamismuodoissa käytetään valon standardisoi-mispiiriä 64 valolähteen 52 voimakkuuden vaihtelujen kompensoimiseksi. Valolähteen 52 ja ikkunan 48 välissä on kappale läpinäkyvää ainetta 61, jonka lävitse valonsädekimppu virtaa. Materiaali 61 on litteän levyn muotoinen ja sovitettu kehykseen (ei esitetty), joka on suunnattu siten, että osa valolähteestä 52 tulevaa valonsädekimppua heijastuu ikkunan 48 suunnasta ja törmää kolmanteen valonmittauslaittee-seen 62. Valonmittauslaitteesta 62 tuleva sähköinen signaali johdetaan myös differentiaalivahvistajaan 60. Valon voimakkuuden tasaava valokenno ja heijastussovitelma voivat myös olla sovitetut samalla tavoin valolähteen 50 suhteen.

Vaikkakin edellä on kuvattu optisen mittauslaitteen määrättyä rakennetta, kuuluu keksinnön piiriin käyttää myös muita samankaltaisia laitteita heijastuseron optiseksi mittaamiseksi klooratusta massanäytteestä käyttäen kahta määrättyä aaltoaluetta.

Kuten erikoisesti kuviosta 3 ilmenee, on siinä esitetty suhde arvon AR eli kahdella määrätyllä aaltoalueella mitatun heijastusarvon eron ja kloorin sen väkevyysprosenttimäärän välillä, joka on lisätty massalietenäytteeseen, kun tähän kohdistetaan kiihdytetty klooraus-reaktio. Jokaista massaksi keitettävää puulajia varten voidaan määrätä empiirisesti, että määrätty massanäytteeseen lisätty kloori-määrä, jossa tämän jälkeen tapahtuu kiihdytetty kloorausreaktio määrätyssä lämpötilassa määrätyn ajan kuluessa, aikaansaa sellaisen AR-ar- 9 59631

von, joka osoittaa sen Kappaluvun, klooriluvun tai permanganaatti-luvun, jotka ovat massalietteen keittoasteen mitta-arvoja ja jotka ovat määritelty vastaavasti seuraavissa tutkimusohjeissa: TAPPI

Standard T-236m-60, CPPA Tech. Sect. Standard G-l8, TAPPI Standard T-202os-69, CPPA Tech. Sect. Standard G-l6, TAPPI Standard T-2l4m-50, CPPA Tech. Sect. Standard G-17.

Kuten kuviosta 3 ilmenee, niin jos määrätty massasta laskettu kloorimäärä 66 lisätään kloorin injektoimislaitteella 26 massanäyt- o teeseen, massa kuumennetaan määrättyyn lämpötilaan (60-80 C) ja reaktion annetaan tapahtua suhteellisen lyhyen ajan (8 minuutista aina 1 minuuttiin), osoittaa optisen mittauslaitteen 30 avulla todettu delta R (AR)-arvo, että massanäytteellä on määrätty Kappaluku K^. Tässä esimerkissä on AR' vastaava Kappaluku K^ ja AR" vastaava Kappa-luku K^. Selventävässä mielessä on erilaisten massojen Kappaluvut K^, K2 ja K^ esitetty käyttäen suhteellisen suoria, toisistaan välimatkan päässä olevia viivoja. On kuitenkin ymmärrettävä, että teoreettisesti on olemassa lukematon määrä Kappalukuja esittäviä viivoja piirustuksessa esitettyjen välissä.

Erilaisia käyriä käyttöä varten standardeina samalla tavoin kuin ne, jotka on esitetty kuviossa 3 voidaan saada empiirisesti käyttäen edellä kuvattuja optisia laitteita erilaatuisia lehti- ja havu-puumassoja varten. Käyrissä esitetyt suhteet voidaan helposti soveltaa käytettäviksi tietokoneohjelmassa säätölaitteessa 34. Määrättyä massalaatua varten laskee säätölaitteen 34 tietokoneohjelma automaattisesti massan Kappaluvun mittauslaitteesta 30 saadun optisen signaalin perusteella, jota on merkitty AR:ksi ja tästä signaalista näytteeseen lisättävän kloorin prosenttimäärän vakioarvon.

Määrättyään massanäytteen Kappaluvun, määrää valvoja massa-lietteen lämpötilan ja paineen keittokattilassa sekä keittoliuoksen virtausnopeuden vastaavasti mittauslaitteilla 36, 38 ja 40. Säätölaite on myös ohjelmoitu ottamaan huomioon massan virtausnopeuden keittokattilan lävitse. Säätölaite 34 suorittaa tämän jälkeen vastaavat muutokset keittokattilan käsittelyolosuhteissa sellaisen massan aikaansaamiseksi, jolla on haluttu keittoaste.

Eräs tällainen muutos on lämpötilan nostaminen tai laskeminen vaihtelemalla lämmönvaihtajiin johdetun höyryn määrää venttiili-laitteen 42 kautta. Toisena muutoksena voidaan suorittaa keittokemi-kaalien määrän lisääminen tai vähentäminen venttiililaitteen 44 kautta.

Muita mahdollisia säätölaitteen 34 aiheuttamia muutoksia ovat keitto- lastujen viipymisajan muuttaminen keittokattilassa muuttamalla lastu- 10 5 9 6 31 jen virtausnopeutta laitteen 46 avulla ja massan poistonopeutta laitteen 47 avulla. Säätölaite voi suorittaa sopivan muutoksen mihin syvänsä näihin tekijöihin tai minkälaiseen hyvänsä niiden yhdistelmään. Näiden muutosten pysyvänä vaikutuksena on oleellisesti vakion keittoasteen ylläpitäminen alustavan keittojakson jälkeen. Keittoas-teen tultua vakioksi tulee myös optisen mittauslaitteen 30 aikaansaama säätösignaali oleellisesti vakioksi.

Kuviossa 4 on esitetty keksinnön eräs toinen toteuttamismuoto. Kun massaliete on poistunut keittokattilasta 14, seulotaan se, pestään ja johdetaan sitten varastoimissäiliööh 70. Tällaisen suuressa tiheydessä toimivan varastoimissäiliön tarkoituksena on mahdollistaa jatkuvana käsittelynä klooraus, alkaliuutto ja valkaisuvaiheet siinä tapauksessa, että keittovaihe on katkaistu. Massalietettä voidaan pitää tässä varastoimissäiliössä aina 4 tuntia ennen sen johtamista kloorin sekoituslaitteeseen 72. Ennen joutumistaan kloorin sekoituslait-teeseen johdetaan näyte sakeuden säätölaitteen 76 kautta sen seikan takaamiseksi, että määrätty painomäärä kiinteätä massaa imeytyy määrättyyn lietetilavuuteen.

Klooria johdetaan sekoituslaitteeseen venttiilin 74 lävitse.

Massalietenäyte poistetaan sekoittajasta 72 kloorin lisäämisen jälkeen.

Massanäytteen virtausnopeus pidetään vakiona virtauksen säätölaitteen 78 avulla. Höyryä 80 suihkutetaan näytevirtaan sen lämpötilan nosta- o miseksi määrättyyn arvoon, esim. 80 C. Massanäytevirtaa voidaan myös kuumentaa muulla tavoin kuten säteilyuunia käyttäen.

Kun massanäyte on kulkenut johdon 82 kautta ja sekoitusvyö-hykkeen 84 lävitse, kulkee se johdossa olevan ikkunan 86 ohitse. Optinen mittauslaite 88, joka on oleellisesti samanlainen kuin optinen mittauslaite 30, on sovitettu ikkunan 86 viereen ja se mittaa massa-lietenäytteen heijastuksen kahdella määrätyllä aaltoalueella. Sähköinen lähtösignaali optisesta mittauslaitteesta 88, joka vastaa hei-jastuseroa näillä kahdella aaltoalueella, johdetaan säätölaitteen 90 tulokohtaan.

Säätölaitteen 90 lähtösignaali vastaa muutoksia optisen mittauslaitteen lähtösignaalissa. Tämän säätölaitteen lähtösignaali johdetaan venttiilillä varustettuun säätölaitteeseen 92, joka päästää enemmän tai vähemmän klooria kloorausvaiheen sekoittajaan 72 sulkien täten kierroksen.

Kuten kuviosta 3 ilmenee, niin haluttaessa määrätty delta R-arvo klooraukseen johdetun kloorimäärän säätämiseksi huolimatta valkaisulaitokseen menevän massan keittoasteen vaihteluista, kloorataan massa, jolla on valkaisematon Kappa-luku K^ vastaavasti määrätyllä n 59631 kloorin ί-määrällä massasta laskettuna kohdassa 66, mutta jos Kappa-luvussa tapahtuu muutoksia lankeaa heijastuslukemat arvoon AR ’ ja on välttämätöntä aukaista venttiili 92 määrätyn kloorimäärän lisäämiseksi massaan kohdassa 68 kloorausasteen määrätyn säädön aikaansaamiseksi. Massalietenäyte johdetaan kloorauspesulaitteeseen 96 yhdessä massan päävirran kanssa, joka on kulkenut klooraussäiliön 94 lävitse. Virrattuaan pesulaitteen kautta virtaa massa alkalisekoittajan 98, alkalin uuttamislaitteen 100 ja valkaisutornin 102 ja muiden valkaisu-vaiheiden lävitse.

Kuviossa 4 esitetyssä toteuttamismuodossa tapahtuu klooraus-käsittelyn säätö jatkuvasti ja automaattisesti niiden optisten arvojen perusteella, jotka saadaan mittauslaitteesta 88. Eräässä toisessa toteuttamismuodossa johdetaan kuitenkin kuvion 1 toteuttamismuodon säätölaitteesta 34 saatu viivytetty lähtösignaali kuvion 4 mukaisen toteuttamismuodon säätölaitteeseen 90. Koska säätölaitteen 34 määräämä sen massalietteen keittoaste, joka poistuu kattilasta 1¾, osoittaa sen kloorausasteen, joka tarvitaan seuraavissa kloorausvaiheissa, voidaan säätölaite 34 ohjelmoida niin, että se säätää suoraan kloorili-säystä kloorausvaiheessa. Tietokoneohjelman on luonnollisesti otettava huomioon se, että massaliete, jolle keittoaste on määrätty, voi viipyä varastosäiliössä 70 aina 4 tuntia. Lähtösignaalin valvontalaitteeseen 90 (on esitetty pilkkuviivoilla) on kompensoitava tämä vastaavan viipymisjakson avulla.

Lähtösignaali säätölaitteeseen 90 saattaa tämän säätämään venttiiliä 74 niin, että enemmän tai vähemmän klooria virtaa sekoittajaan 72. Niinpä esim. kuten kuviosta 3 ilmenee, mikäli säätölaite 34 toteaa optisen mittauslaitteen 30 avulla, että kattilasta 14 poistuvan massalietteen Kappa-luku on K^ ja vertailuero on AR' ja halutaan, että massalietteen heijastusero on AR, antaa säätölaite 34 signaalin (viivytetty määrätyn ajan) säätölaitteeseen 90, joka aukaisee venttiilin 74 ja sekoittaa suuremman kloorimäärän massalietteen kanssa. Väkevyys on tällöin se, jota on esitetty numerolla 68 kuviossa 3.

On ymmärrettävä, että säätölaitteiden 34 ja 90 tekninen luonne ei kuulu keksinnön piiriin. Niinpä nämä säätölaitteet määrätyissä toteuttamismuodoissa ovat ohjelmoituja analogi-tietokoneita. Muissa toteuttamismuodoissa ne ovat ohjelmoituja digitaali-tietokoneita. Joissain muissa toteuttamismuodoissa säätölaite 34 on ohjelmoitu tietokone, kun taas säätölaite 90 on yksinkertaisempi elektroninen, automaattisesti toimiva säätöpiiri. Kaikissa toteuttamismuodoissa säätävät nämä säätölaitteet määrättyjä massan käsittelyolosuhteita sellaista säätösignaalia vastaavasti, jonka muodostaa heijastusero 12 59631 massanäytteestä kahdella määrätyllä aaltoalueella, jolloin massaan on kohdistettu kiihdytetty kloorausreaktio määrätyssä korotetussa lämpötilassa ja määrätyn ajan kuluessa.

Toteuttamismuodoissa, joissa jompi kumpi tai molemmat säätölaitteet ovat digitaali-tietokoneita, on ymmärrettävä, että säätöpiirit käsittävät vastaavat analogi-digitaali-signaalin muuttopiirit signaalien vastaanottamiseksi erilaisista mittauslaitteista. Tällaiset piirit ovat tältä alalta hyvin tunnettuja eikä niitä tämän johdosta kuvata tässä yhteydessä yksityiskohtaisesti.

Keksintö ei myöskään rajoitu jatkuvan keittokattilan käyttöön. Muutamissa massanvalmistusmenetelmissä johdetaan massa kattilaan panoksina ja kattila suljetaan tämän jälkeen. Massanäytteitä voidaan poistaa kattilasta joko jatkuvasti tai jaksottaisesti ja käsitellä oleellisesti samalla tavoin kuin kuvioissa 1, 2 ja 3 on esitetty. Myös optinen mittauslaite 30 määrää heijastuksen delta-arvon kahdella ennakolta määrätyllä aaltoalueella sen jälkeen, kun massa-näytteessä on tapahtunut kiihdytetty kloorausreaktio.

Optinen informaatio sähköisen signaalin muodossa johdetaan säätölaitteeseen 3^, joka suorittaa vastaavat säädöt niihin erilaisiin tekijöihin, jotka on kuvattu kuvion 1 yhteydessä tämän jaksottaisen kattilan säätämiseksi. Vaihtoehtoisesti voi säätölaite 30 antaa keittokäsittelyn jatkua siksi kunnes on aikaansaatu määrätty keitto-aste, mikä todetaan optisen mittauslaitteen avulla ja aukaisee sitten jaksottaisen kattilan ja antaa keitetyn massan virrata muihin käsittelyvaiheisiin .

Kun tässä selityksessä on mainittu kloori, voidaan tällöin käyttää myös hypokloriitteja, kloorimonoksidia, klooridioksidia tai kloorin ja klooridioksidin seoksia.

Keksintöä ja sen toteuttamista kuvataan seuraavien esimerkkien avulla.

Esimerkki 1

Sarjaa Länsi-Kanadassa valmistettuja valkaisemattomia voima-massa-havupuumassoja käsiteltiin 5,28 $:lla Cl^ massasta laskettuna 1 minuutti lämpötilassa 80°C. Pesemättömät massat johdettiin lasiken-noon ja suoritettiin heijastusmittaus laitteella General Electric Recording Spectrophotometer (GERS). Heijastusmittaukset aaltoalueella 400-700 nm 20 nm suuruisin lisäyksin johdettiin tietokoneeseen, jossa laskettiin kaikki suhteet R2/R^ ja summat (R2 + R^) saaduista arvoista ja verrattiin Kappa-luvun, permanganaatti-luvun ja kloori-luvun kanssa. Koetulokset aaltopituuksien optimiyhdistelmien suhteen on esitetty seuraavassa taulukossa: i3 5 9631

Taulukko I

Kappa- Permanganaatti- Kloori- Eroavaisuus Suhde Summa luku luku+ luku (AR) R(600) (PR) (600-420) Rf42Ö) 600+ 500) 21.6 17,0 3,77 14,2 3,18 31,6 23.4 18,6 4,12 11,0 2,92 25,5 24.7 20,1 4,39 10,3 2,77 24,7 26.4 20,2 4,66 9,1 2,68 22,0 27,3 - 4,67 9,8 2,72 23,7 29,1 21,6 5,15 7,6 2,52 19,5 31,0 23,0 5,42 5,6 2,08 17,0 +50 ml näyte KMnO, H 2 95 5S:n varmuusrajoissa olivat vertailukertoimet (R ) seuraavat: AR vs Kappa-luku R2 = 0,93 2 AR vs permanganaattliuku R =0,97 AR vs klooriluku R2 = 0,96 R2/Ri VS Kappaluku R2 = 0,92 R^/Ri vs permanganaattiluku R2 = 0,96 R2/Ri vs klooriluku R2 = 0,93 PR vs Kappaluku R2 = 0,91 2 PR vs permanganaattiluku R =0,95 PR vs klooriluku R2 = 0,94 2

Klooriluku vs Kappaluku R = 0,99 2

Klooriluku vs permanganaattiluku R =0,96 2

Kappaluku vs permanganaattiluku R =0,98 Tämä osoittaa että AR-mittaus (600-420) on vähintään yhtä luotettava menetelmä keittoasteen määräämiseksi kuin mikä hyvänsä hyväksytty menetelmä, kuten klooriluku Kappaluku tai permanganaattiluku, joita nykyisin käytetään teollisuudessa. Nämä tulokset osoittavat myös, että suhteet ^600^420 Ja (600+500) aikaansaivat käyttökelpoisen keinon muuttaa keittoastetta tämäntyyppistä puuta ja keittomenetelmää käytettäessä.

Sen seikan määräämiseksi mitkä heijastussignaalien funktiot ennakolta määrätyillä aaltopituuksilla aikaansaivat suurimman vaihtelun todetuissa Kappaluvun muutoksissa, laskettiin seuraavat Kappa-luvun 21,6 ja Kappaluvun 31,0 signaalien suhteet taulukosta I: 1- ffrSr : 3,18/2,08 = 1,53 2. PR (600+500) : 31,6/17,0 = 1,83 3. AR (600-420) : 14,2/5,6 = 2,54 ^ 59631

Koska kaikki laskut suoritettiin käyttäen samoja perusarvoja, jotka saatiin samoista näytteistä, on selvää, että AR aikaansaa suurimman signaalin vaihtelun ja täten parhaan toiminnan säätötarkoi-tuksia silmälläpitäen. Muut kokeet lehtipuuta käyttäen antoivat samanlaiset tulokset AR/Kappaluvun suhteen, mutta eivät aikaansaaneet oleellista suhdetta Kappaluvun ja joko heijastusarvojen suhteiden tai summien välillä.

Esimerkki 2

Kolme valkaisematonta havupuumassaa, joiden Kappaluku oli alueella 17-32, kloorattiin kukin käyttäen neljää eri kloorimäärää niin, että lisätty kloorimäärä oli laskettuna tehokkaana kloorimääränä massasta 0,85, 1,00, 1,15 ja 1,30 x massan klooriluku. Näissä kokeissa käsitti lisätty kloori sellaisen klooridioksidimäärän, joka vasta-

I si 0,25 % tehokasta klooria massasta laskettuna. Klooraukset suori-ί O

| tettiin 3 2»:n massa väkevyydessä 1 tunnin kuluessa lämpötilassa 25 C.

Pesemätön kloorattu massa johdettiin lasikennoon ja heijastusarvot mitattiin aaltopituuksilla välillä 400 ja 700 nm GERS-laitteella.

Arvot syötettiin tietokoneeseen 20 nm suuruisissa kasvavissa määrissä AR-arvon maksimihajoamisen määräämiseksi alueella 0,85-1,30 x kloori- luku kutakin valkaisematonta massanäytettä varten. Alla esitettyjä arvoja käytettiin standardikäyrien valmistamiseksi keiton valvontaa varten siten kuin kuviossa 3 on esitetty.

Taulukko II

Kappaluku 17,2 23,6 31,9

Klooriluku 2,71 4,21 5,46

Kloorausmäärä Lisätty AR Klooria AR Klooria AR

Klooriluku kloori (580-420) lisätty (580-420) lisätty (580- % massasta % massasta % mas- 420) sasta 0,85 2,30 8,9 3,58 8,9 4 ,64 6,0 1,00 2,71 13,4 4,21 14,5 5,46 13,0 1,15 3,11 17,1 4,84 18,8 6,28 17,5 1,30 3,52 20,4 5,47 21,2 7,10 19,6

On todettu, että kloorausmäärät välillä 1,15 ja 1,30 x kloori-luku, ovat opitimiarvoja havupuumassasta valmistetun voimamassan val-kaisemiseksi. Edellä olevasta taulukosta voidaan todeta, että säädettäessä klooraus arvoon AR = 19,0, kuten edellä on kuvattu kuvioiden 1 ja 4 mukaisten toteuttamismuotojen yhteydessä, saadaan massoja, joiden klooraus on tällä optimialueella.

Esimerkki 3

Kaksi valkaisematonta lehtipuu-sulfiittimassaa, joiden Kappa- luku oli alueella 11,1-15,1, kloorattiin kumpikin käyttäen neljä eri !5 59631 kloorimäärää niin, että lisätty kloorimäärä oli, laskettuna tehokkaana kloorin ίί-määränä massasta, 0,6, 0,8, 1,0 ja 1,2 kertaa massan kloo-riluku. Nämä klooraukset suoritettiin 3 %'n väkevyydessä 45 minuutin kuluessa lämpötilassa 25°C ja toistettiin 3 $:n väkevyydessä 1 minuutin kuluessa lämpötilassa 80°C. AR-arvojen tulokset, jotka olivat optimissa näiden kahden lukeman aaltopituuksien suhteen, on esitetty alla olevassa taulukossa.

Taulukko III

Kappaluku Lämpö- 11,1 15.1

Klooriluku tila 2,12 2,89

Kloorausmäärä °C Lisätty ΔR Klooria AR

klooriluku kloori (580-420) lisätty (580-420) % massasta % massasta 0,6 25 1,27 11,4 1,73 11,3 0,8 25 1,70 14,3 2,31 14,6 1.0 25 2,12 17,5 2,89 18,3 1.2 25 2,55 19,9 3,47 19,6 0,6 80 1,27 11,2 1,73 11,0 0,8 80 1,70 13,1 2,31 14,0 1.0 80 2,12 15,5 2,89 16,3 1.2 80 2,55 17,9 3,^7 17,7

On tunnettua, että kloorimäärät 0,95-1,0 x klooriluku, ovat optimiarvoja sulfiittimassoja valkaistaessa. Edellä olevasta taulukosta voidaan todeta, että tämän tuloksen aikaansaamiseksi lämpötilassa 25°C, on klooraus säädettävä siten, että AR on noin 17, kun taas saman tarkoituksen aikaansaamiseksi lämpötilassa 80°C tulee AR-arvon olla noin 15,5. Näistä tuloksista ilmenee, että vaikkakin lämpötila voi vaikuttaa AR-arvon suuruuteen lisättäessä määrätty kloorimäärä, esiintyy käyttökelpoinen suhde korotetuissa lämpötiloissa. Täten säätösignaalia, joka vastaa näytteen AR-arvoa kiihdytetyn klooraus-reaktion jälkeen määrätyssä korotetussa lämpötilassa (80°C) suhteellisen lyhyen ajan (1 minuutti) kuluessa, voidaan käyttää kloorausop-timin aikaansaamiseksi siten kuin’ kuvioissa 1 ja 4 esitetyissä toteuttamismuodoissa on esitetty.

Esimerkki 4

Sarja valkaisemattomia Itä-Kanadasta saadun havupuun voima-massanäytteitä, joiden Kappaluku oli 14-24, kloorattiin 2 %:n väkevyydessä 1 tunti lämpötilassa 25°C käyttäen 2,0 %:n Clg suuruista va-kiolisäystä. Pesemättömät klooratut massat johdettiin lasikennoon ja heijastusmittaukset suoritettiin näkyvän spektrin alueella GERS-laitteella. Eroavaisuus heijastuksessa R2~Rl (ÄR) laskettiin kaikkia 16 59631 yhdistelmiä varten, joissa vastaa heijastuksia aaltopituudella 400, 420, 440, 460, 480 ja 500 nm ja R2 heijastuksia aaltopituudella 540, 56Ο, 58Ο, 600, 620, 640, 660, 680 ja 700 nm. AR, joka saatiin kutakin R2-R^-yhdistelmää varten Kappa-luvun 24 omaavalle massalle, vähennettiin sitten siitä AR-arvosta, joka saatiin vastaavilla aaltopituuksilla massalle, jonka Kappaluku oli 14. Tämä ero vastaa AR-hajoamista keittoastealueella. Tulokset on esitetty kuviossa 5.

Säätötarkoituksissa on toivottavaa, että AR-arvon hajoaminen on mahdollisimman suuri tarkoituksella aikaansaada mahdollisimman käyttökelpoinen signaali säätöä varten. Kuten kuviosta 5 selvästi ilmenee, on määrätyllä R^-arvolla R2:n maksimi aaltopituudella 580 nm. Käyräryhmä osoittaa, että kun R2 = 580 nm, on AR-arvon hajoaminen Kappa-arvojen suhteen maksimi aaltopituuden ollessa 400 nm näkyvässä spektrissä. Vaikkakin lyhyemmät aaltopituudet UV-alueella voivat myös aikaansaada sopivia R^signaaliarvoja, niin käytännön rajoitukset valolähteen, ikkunan rakentamiseen käytettyjen materiaalien jne. suhteen osoittavat, että alue, joka on keskittynyt aaltopituudelle noin 420 nm on käytännön optimi R^-arvojen mittaamiseksi. Kuviossa 6 on esitetty pääasiallisesti se lineaarinen suhde, joka on tunnetun Kappa-luvun ja AR-arvon (500-420) välillä, joka on todettu edellä kuvatuissa massoissa kloorauksen jälkeen 2 %:n väkevyydessä 1 tunnin kuluessa huoneen lämpötilassa käyttäen 2,0 %:n suuruista Cl2:n vakiolisäystä massaan.

Ne termit ja ilmaisut, joita on käytetty tässä selityksessä eivät rajoita keksintöä, vaan muuta vastaavaa terminologiaa voidaan luonnollisesti käyttää joutumatta silti pois keksinnön piiristä.

Claims (10)

17 59631

1. Järjestelmä ainakin yhden muuttuvan suureen säätämiseksi kuitupitoista selluloosamateriaalia kemiallisesti käsiteltäessä käyttämällä optista tunnustinta valosta riippuvien signaalien tuottamiseksi, joka valo heijastuu kahtena aallonpituusnauhana, tunnettu siitä, että kemiallisesta seoksesta otetaan näyte, lisätään kloorausreagenssia näytteeseen, lämmitetään kloorattu näyte ja pidetään se ennalta määrätyssä lämpötilassa ennalta määrätty aika, kunnes on saavutettu näytteen kloorausreaktion ennalta määrätty loppupiste, suunnataan valo kloorattuun näytteeseen sen jälkeen, kun ennalta määrätty loppupiste on saavutettu, aikaansaadaan säätösignaali, joka riippuu klooratusta näytteestä ja säädetään kyseessä oleva muuttuva suure kuitupitoisen selluloosamateri-aalin kemiallisessa käsittelyssä vastauksena aikaansaadulle säätö-signaalille .

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen säätöjärjestelmä, tunnettu siitä, että siinä on johto (16, 76) materiaalinäytteen poistamiseksi käsittelyvirrasta, lisäyslaite (26, 72) klooraus-reagenssin lisäämiseksi johdon kautta otettuun näytteeseen, sekä lämmityslaite (28, 80) klooratun näytteen lämmittämiseksi ja sen lämpimänä pitämiseksi ennalta määrätyssä lämpötilassa ennalta määrätyn ajan niin, että näytteen kloorausreaktiossa saavutetaan ennalta määrätty loppupiste, jonka lisäksi järjestelmässä on valaistus-laite (50, 52) valon suuntaamiseksi kloorattuun näytteeseen sen jälkeen, kun ennalta määrätty loppupiste on saavutettu, sekä optiset tunnustimet (30, 88), jotka on järjestetty tulosignaalin aikaansaamiseksi, joka edustaa ennalta määrättyä valovoiman yhteisvaikutusta, joka valo on heijastettu klooratusta näytteestä molemmilla ennalta määrätyillä aallonpituusnauhoilla, ja jotka on liitetty säätölaitteeseen (3**, 90), joka on järjestetty optisista tunnustamista saapuvasta tulosignaalista riippuen säätämään kyseessä olevaa muuttuvaa suuretta kuituisen selluloosamateriaalin kemiallisessa käsittelyssä.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen järjestelmä, tunnet-t u siitä, että optisissa tunnustamissa (30, 88) on ensimmäinen (57) ja toinen valontunnustin (59), jotka on järjestetty molemmat aikaansaamaan erilliset lähtösignaalit, jotka ovat ominaisia valon voimakkuudelle, joka osuu valontunnustimeen, ja jotka on järjestetty niin, että klooratusta näytteestä heijastuva valo osuu niihin, että ensimmäinen vast, toinen valonsuodatin (56 vast. 58) on sovi- 18 5 96 31 tettu klooratun näytteen ja ensimmäisen vast, toisen valontunnusti-men (57 vast. 59) väliin, jotka ensimmäinen ja toinen suodatin (56 vast. 58) ovat kumpikin erillisten ennalta määrättyjen aallonpituus-nauhojen nauhavalosuodattimia, sekä että järjestelmässä on sähköinen laite (60) joka on järjestetty vähentämään elektronisesti ensimmäisen valontunnustelijän (57) lähtösignaali toisen valontunnus-telijan (59) lähtösignaalista tulosignaalin aikaansaamiseksi.

4. Patenttivaatimuksen 2 tai 3 mukainen järjestelmä, tun nettu siitä, että optisissa tunnustimissa (30, 88) on sähköinen laite (60), joka on järjestetty aikaansaamaan tulosignaali, joka edustaa klooratusta näytteestä tapahtuvan heijastuksen eroa ensimmäisen, noin 580 nanometriin keskitetyn aaltonauhan ja toisen, noin 420 nanometriin keskitetyn aaltonauhan välillä.

5· Patenttivaatimuksen 2, 3 tai 4 mukainen järjestelmä, tun nettu siitä, että lämmityslaite (28, 80) on järjestetty lämmittämään näyte noin 80°C:een ja pitämään se tässä lämpötilassa noin puolentoista minuutin ajan. • *

6. Tatenttivaatimuksen 2 mukainen järjestelmä kuitumaisen sel- luloosamateriaalivirran kemiallisen käsittelyn säätämiseksi lisäämällä kemikalioseosta, joka säätö suoritetaan optisen tunnustimen avulla valosta riippuvien säätösignaalien tuottamiseksi, joka valo heijastuu kahtena aallonpituusnauhana, tunnettu siitä, että siinä on johto (16, 76) ainenäytteen ottamiseksi käsittelyvirran ensimmäisestä kohdasta ja laite (26, 72) ennalta määrätyn määrän kloorausainetta lisäämiseksi johdon kautta otettuun näytteeseen, sekä lämmityslaite (28, 80) klooratun näytteen lämmittämiseksi ja sen lämpimänä pitämiseksi ennalta määrätyssä lämpötilassa ennalta määrätyn ajan, jonka lisäksi järjestelmässä on valolähde (50, 52) valon suuntaamiseksi kloorattuun näytteeseen, sekä optiset tunnus-timet (30, 88), jotka on järjestetty aikaansaamaan signaali, joka edustaa valon voimakkuuseroa, joka valo heijastuu kahdessa ennalta määrätyssä aallonpituusnauhassa klooratusta näytteestä sen jälkeen, kun tämä on pidetty lämmityslaitteen avulla ennalta määrätyssä lämpötilassa ennalta määrätyn ajan, ja että järjestelmässä on optisiin tunnustimiin (30, 88) liitetyt säätölaitteet (34, 90), jotka on järjestetty lisäämään kemikalioseosta prosessivirtaan optisista tunnustimista tulevista signaaleista riippuen ensimmäisestä paikasta ylävirtaan sijaitsevaan toiseen paikkaan riittävässä määrin optisten tunnustimien aikaansaamien signaalien pitämiseksi pääasiassa vakiossa, ennalta määrätyssä arvossa. 19 59631

7. Patenttivaatimuksen 2 mukainen järjestelmä kuitumaisen selluloosamateriaalin massan keittoasteen säätämiseksi massan keit-tokattilassa, joka säätö suoritetaan käyttämällä optista tunnustinta valosta riippuvien säätösignaalien aikaansaamiseksi, joka valo heijastuu kahtena aallonpituusnauhana, tunnettu siitä, että siinä on johto (16) massalietenäytteen ottamiseksi kattilasta (14) ja lisäyslaite (26) joka on järjestetty lisäämään massalietenäyttee-seen johdossa kloorausainetta ennalta määrätyssä pitoisuudessa, sekä lämmityslaite (28) klooratun näytteen lämmittämiseksi ja pitämiseksi lämpimänä ennalta määrätyssä lämpötilassa ennalta määrätyn ajan niin, että ennalta määrätty kloorausreaktion loppupiste saavutetaan, minkä lisäksi järjestelmässä on valolähde (50, 52), joka on järjestetty suuntaamaan valoa kloorattua, ennalta määrätyssä loppupisteessä ennalta määrätyn ajan pidettyä näytettä kohti, sekä optiset tunnus-timet (60) jotka on järjestetty aikaansaamaan signaalin, joka edustaa valovoiman eroa, joka valo heijastuu klooratusta näytteestä kahdella ennalta määrätyllä valonpituusnauhalla, sekä säätölaite (34) joka on liitetty optisiin tunnustimiin (60) ja järjestetty sieltä saatavasta signaalista riippuen säätämään massan keittokat-tilaa (14).

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen järjestelmä, tunnet-t u siitä, että säätölaitteissa (34) massan keittokattilan (14) säätämiseksi on ajansäätölaite (47), joka on järjestetty säätämään massan viipymisaikaa kattilassa (14), ja lämpötilan säätölaite (42), joka on järjestetty säätämään kattilassa (14) olevan massalietteen lämpötilaa sekä säätölaite (44), joka on järjestetty säätämään keit-toliuoksen konsentraatiota kattilassa (14).

9. Patenttivaatimuksen 2 mukainen järjestelmä massan kemiallisen käsittelyn säätämiseksi jatkuvasti toimivassa massan keittokat-tilassa (14), joka on sitä tyyppiä, jossa on höyrylämmönvaihtajat ja keittokemikaalikylpy, joka säätö suoritetaan optisen tunnustimen avulla valosta riippuvien säätösignaalien tuottamiseksi, joka valo heijastuu kahtena aallonpituusnauhana, tunnettu siitä, että järjestelmässä on johto (16) massalietteen jatkuvan näytevirran poistamiseksi kattilasta (14) näytteen johtamiseksi pesulaitteeseen (18), jossa näytevirta pestään, jonka lisäksi järjestelmässä on väkevyyden säätölaite (22, 24) väkevyyden säätämiseksi ja jatkuvan massanäytevirran nopeuden säätämiseksi, että järjestelmässä on lisäyslaite (26) kloorausreagenssin lisäämiseksi ennalta määrätyssä määrin väkevyyden suhteen säädettyyn massanäytteeseen kloorausrea- 20 5 9 6 31 genssin ennalta määrätyn väkevyyden varmistamiseksi massanäytteen tilavuusyksikköä kohti, jonka lisäksi järjestelmässä on lisäylait-teen (26) jälkeen kytketty lämmityslaite (28), joka on järjestetty jatkuvasti lämmittämään jokaista väkevyyden suhteen säädettyä, klooratun massanäytteen sisääntulevaa osaa ja pitämään se lämpimänä ennalta määrätyssä lämpötilassa ennalta määrätyn ajan, jolloin järjestelmässä on valolähde (20, 52), joka on järjestetty suuntaamaan valoa lämmityslaitteesta saapuvaan, kloorattuun näytevirtaan niin, että tämä heijastaa valon optiseen tunnustimeen (30), joka on järjestetty jatkuvasti optisesti tunnustelemaan kloorattua näytevir-taa ja aikaansaamaan tulosignaali, joka edustaa valon voimakkuuden eroa, joka heijastuu klooratusta näytevirrasta kahden ennalta määrätyn aallonpituusnauhan välillä, jolloin optinen tunnustin (30) on liitetty säätölaitteeseen (3*0, joka on järjestetty optisesta tunnustimesta saapuvasta tulosignaalista riippuen säätämään jatkuvan keittimen virtausta ja joka käsittää lämpötilan tunnustimen (36, *42), joka on järjestetty tunnustelemaan kattilassa olevan massalietteen lämpötila ja vaihtelemaan vesihöyryn vientiä massa-kattilaan kuuluviin höyrylämmönvaihtimiin kattilassa olevan massa-lietelämpötilan muuttamiseksi, että virtauksen säätölaite (*46, *17) on järjestetty säätämään raakamateriaalin virtausta massakattilaan (1*1) ja massan poistamista kattilasta, jonka lisäksi järjestelmässä on tunnustin- ja säätölaite (*40, *1*1), joka on järjestetty osaksi tunnustelemaan kattilassa (1*1) olevan massalietteen keittokemikaalien konsentraa-tiota ja osaksi säätämään keittokemikaalien virtaa massakattilaan (1*1), jolloin säätölaite (3*1) on ohjelmoitavissa vaikuttamaan ainakin johonkin seuraavista; lämpötilan tunnustin (36, *12), virtauksen säätölaite (*16, *17) ja tunnustelu- ja säätölaite (*40, *1*1) tulosig-naalin pitämiseksi vakiossa, ennalta määrätyssä arvossa ensimmäisen käyntiinlaittojakson jälkeen.

10. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestelmä massan kemialli seksi käsittelemiseksi, käsittäen jatkuvatoimisen keittokattilan (1*1) sen jälkeen tulevine kloorauslaitteineen (9*1), mikä säätö suoritetaan käyttämällä optista tunnustinta valosta riippuvien säätösignaalien aikaansaamiseksi, joka valo heijastuu kahtena aal-lonpituusnauhana, tunnettu siitä, että siinä on näytteen-ottolaite (76), joka on järjestetty ottamaan massalietenäytteen keittokattilasta (1*1) ja joka on liitetty lisäyslaitteeseen (7*1), joka on järjestetty lisäämään massalietenäytteeseen kloorausainetta ennalta määrättynä konsentraationa, että lämmityslaite on liitetty 21 _ Λ 59631 lisäyslaitteeseen ja järjestetty lämmittämään kloorattu näyte ja pitämään se ennalta määrätyssä lämpötilassa ennalta määrätyn ajan, että valolähde (50, 52) on järjestetty suuntaamaan valoa kloorattua, lämmityslaitteesta tulevaa näytettä kohti ja saattamaan tämä valo heijastumaan kohti optisia tunnustimia (88), jotka on järjestetty tunnustelemaan heijastunutta valoa ja aikaansaamaan tulosignaali, joka edustaa valovoiman eroa, joka valo heijastuu klooratusta näytteestä molemmilla ennalta määrätyillä aallonpituusnauhoilla, että optiset tunnustimet (88) on liitetty signaaligeneraattoriin (90), joka on järjestetty optisista tunnustimista tulevista tulosignaa-leista riippuen aikaansaamaan tarkkailusignaalin ja jotka on liitetty säätölaitteeseen, joka on järjestetty tarkkailusignaalista riippuen säätämään massakattilaan niin, että kattilassa olevan massan keittoaste pidetään pääasiassa ennalta määrätyssä arvossa ensimmäisen käyntiinlaittojakson jälkeen, jonka lisäksi signaaligeneraattori on liitetty vielä säätölaitteeseen (92), joka on järjestetty tarkkailusignaalista riippuen säätämään kloorausastetta kattilan jälkeen olevassa kloorausvaiheessa (94). 22 5 9 6 31