JP6548822B2 - 測定機器および測定方法 - Google Patents

Description

本願は、測定機器および測定方法に関する。

パルプは、できる限り効率的に、パルプ内の黒液を除去するために洗浄される。従って、洗浄のサブプロセスは、ブリーチ（漂白）サブプロセスに使用される二酸化塩素の消費を抑制する。洗浄ロスは、パルプ内の有機物質の量を表し、漂白プロセスにおける二酸化塩素の需要を引き起こす、キャリーオーバーとしても知られており、これは、未漂白パルプの電気伝導度に基づくCOD（化学的酸素必要量）ロードとして、測定されている。CODロードを求める別の方法は、未漂白パルプの光学特性の測定に基づく。しかしながら、現在の方法は、旧式であり、今日要求される環境フレンドリーな漂白法にとって十分に正確であるとは言い難い。

従って、二酸化塩素の化学的需要（必要量）の測定に対するより良い対応策についてニーズがある。

本発明は、二酸化塩素の化学需要の測定に対する、改善された対応策を提供する。

本発明の態様では、請求項1に記載の機器が提供される。

また、本発明は、請求項14に係る方法に関する。

本発明の好適実施例は、従属請求項に記載されている。

本発明による解決策では、いくつかの利点が提供される。洗浄ロス用の漂白の化学的需要および／または濃度を、正確に定めることができる。サブプロセスにインプットされる漂白化学物質の量は、予め定められた化学需要に基づいて、効果的に制御できる。

測定システムの概略的な例を示した図である。 二酸化塩素の濃度を求めるための光学測定構成の一例を示した図である。 フィルタ化サンプルに二酸化塩素を投与することにより、二酸化塩素を測定する例を示した図である。 二酸化塩素にフィルタ化サンプルまたは参照サンプルを投与することにより、二酸化塩素を測定する例を示した図である。 フィルタ化サンプルに二酸化塩素を徐々に投与した際の、滴定曲線の例を示した図である。 フィルタ化サンプルまたは参照サンプルが二酸化塩素に徐々に投与される際の、滴定曲線の例を示した図である。 フィルタ化サンプルに、1回の二酸化塩素が投与された際の、滴定曲線の例を示した図である。 フィルタ化サンプルまたは参照サンプルに、1回の二酸化塩素が投与された際の、滴定曲線の例を示した図である。 処理ユニットの例を示した図である。 測定方法のフローチャートの例を示した図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の一例としての一実施形態について説明する。

以下の実施例は、単なる一例である。明細書のいくつかの位置において、「ある」実施例が参照されるが、これは、そのような参照の各々が、同じ実施例であることを必ずしも意味しない。また、特徴が組み合わされ、別の実施例が提供されても良い。さらに、「有する」、「含む」という用語は、記載された実施例を、言及されたこれらの特徴のみで構成されたものに限定するものではないことが理解される必要がある。そのような実施例は、具体的に記載されていない特徴／構造を有しても良い。

図1Aには、パルプスラリの化学的漂白に使用される二酸化塩素に関するパラメータを定める機器の一例を示す。機器は、測定チャンバ100を有する。チャンバ100は、パルププロセス102に関連する第1の物質104を受容し、または収容する、取り囲まれた部屋または容器であっても良い。第1の物質104は、例えば、液体またはサスペンションのような、自由に流れる物質である。チャンバ100は、第1の液体状物質104を連続的に受容し、この液体は、その後、チャンバ100から流出される。ある実施例では、チャンバ100は、オーバーフロータイプのチャンバであっても良い。チャンバ100は、バッチタイプのチャンバであり、測定のためある量の第1の物質104を採取し、その後、新たな量の第1の物質104を導入するため、測定された第1の物質104を放出するサイクルを繰り返しても良い。

測定の間、測定チャンバ100内の第1の物質104の量は、既知である。ある実施例では、測定チャンバ100は、所定の容積を有し、測定チャンバ100が完全に充填されると、第1の物質104の量が把握される。ある実施形態では、測定チャンバ100は、第1の物質104の所定の容積または質量を受容し、これにより、第1の物質104の量が把握される。

機器は、測定チャンバ100に第2の物質108をインプット（導入）する、投与ユニット106を有する。測定チャンバ100にインプットされる第2の物質108の量は、既知である。通常、第1の物質104、104R、第2の物質108、108Rの一つは、二酸化塩素を有し、第1の物質104、104R、第2の物質108、108Rの他方は、パルププロセス105のパルプスラリからのフィルタ化サンプルである。フィルタ化サンプルは、洗浄ロスの物質に対応し、これにより、漂白サブプロセスにおいて化学的需要が生じる。

第2の物質108は、第1の物質104用の滴定剤であり、第1の物質104は、試薬を含んでも良い。第2の物質108は、フィルタ化サンプル（または参照サンプル）であり、第1の物質104は、二酸化塩素を有し、またはその逆であっても良い。二酸化塩素に含まれる物質は、溶液の形態であっても良い。溶液は、水溶液であっても良い。二酸化塩素の強度は、漂白プロセスで使用されているものと同じであっても良い。次に、その強度は、必ずしも把握する必要はない。ただし、二酸化塩素の強度は、しばしば既知である。二酸化塩素の強度は、通常、約8から12g／リットルである（リットル中の二酸化塩素）。

投与ユニット106は、ポンプを有し、このポンプは、マイクロポンプまたはビュレットであっても良い。投与ユニット106は、第2の物質108の量を増加させ、測定チャンバ100内の第1の物質104と第2の物質108の間で、化学的反応が生じても良い。投与の回数は、1回または2回以上であっても良い。投与は、時間の関数として実施されても良い。第2の物質108の増加は、不連続的であっても、連続的であっても良い。不連続な増加は、例えば、実験上、一滴ずつの滴下で実施されても良い。1滴の量は、極めて少ないため、これに先立つ他の滴下がなければ、そのような量のみでは、第1の物質104と第2の物質108の間で化学反応を生じさせることはできず、終点400またはその近傍に到達する（図4A乃至4Dに示されており、関連する文章で説明される）。

ある実施形態では、不連続な増加は、第2の物質108の最初のインプット量が、第1の物質104と第2の物質108との間で、化学反応を生じさせるほど十分に多く、終点400に到達するように実施されても良い（図4A乃至4Dに示されている）。

連続的な増加は、連続流として実施されても良い。この場合、第2の物質108の少なくとも第1の瞬時の量は、極めて少なく、第1の物質104と第2の物質108との間で化学反応は生じ得ず、終点400またはその近傍に達する（図4A乃至4Dに示されている）。

投与ユニット106により、不連続にまたは連続的に、測定チャンバ100にインプットされる第2の物質108の全量は、終点400に到達するため、または交差するための、第1の物質104の化学的需要よりも多い（図4A乃至4Dに示されている）。

機器は、時間の関数として、第1の物質104と第2の物質108の間の化学反応に応じて把握される特性の検出を実行する、少なくとも一つのセンサ110を有する。化学反応は、第2の物質108の少なくとも一つの別個の量を、測定チャンバ100にインプットするのと同時に起こっても良い。通常、少なくとも一つのセンサ110は、測定チャンバ100内の二酸化塩素の含有量または量を、直接または間接的に検出するように構成される。少なくとも一つのセンサ110は、測定チャンバ100内の二酸化塩素の相対的な含有量または量を検出するように構成されても良い。測定チャンバ100内の二酸化塩素の含有量または量は、強度、濃度、または百分率として、測定されても良い。

ある実施形態では、化学反応は、少なくとも一つのセンサ108の多電極システムの電極を用いて測定されても良い。一定の電位に維持するために必要な拡散電流は、測定チャンバ100内の第1の物質104と第2の物質108の混合物の濃度に比例する。従って、少なくとも一つのセンサ108は、第1の物質104と第2の物質108の混合物を、電気化学的に検出しても良い。測定チャンバ100内の液体状物質の濃度の電気化学的測定は、知られており、このため、ここではこれ以上、電気化学的測定については説明しない。

図1Bに示す実施形態では、少なくとも一つのセンサ110は、光源150と、少なくとも一つの光検出器152とを有する。光源150は、紫外光、可視光および赤外光の少なくとも一つを含む光放射線を出力しても良い。光源150による光放射線出力は、測定チャンバ100を通って誘導されても良い。第1の物質104と第2の物質108の間の化学反応により、第1の物質104と第2の物質108の混合物を介して測定される吸収スペクトルに変化が生じ得る。透過率の測定の代わりに、測定チャンバ100内の第1の物質104と第2の物質108混合物の反射スペクトルを測定しても良い。すなわち、混合物の反射率は、化学反応とともに変化しても良い。液体状物質の光学特性の濃度に及ぼす依然性は良く知られており、光学測定については、これ以上説明しない。

本願では、濃度は、測定チャンバ100内の混合物の強度を意味する。濃度は、既知の量の第2の物質に溶解した第1の物質の量を表しても良い。あるいは、濃度は、既知の量の第1の物質に溶解した第2の物質の量を表しても良い。濃度は、モル／m³で表されても良い。

当該機器は、データ処理ユニット112を有し、これは、検出された特性における1または2以上の値に基づき、漂白サブプロセスにおける洗浄ロス用の二酸化塩素の化学的需要に関連するパラメータを定める。1または2以上の値の少なくとも一つは、終点400で、またはこれを交差した後に検出される（図4A乃至4Ｄ参照）。

パラメータは、間接的な二酸化塩素の強度、または直接的な漂白サブプロセスにおける塩素の化学的需要であっても良い。測定は、第2の物質108のインプットの後、既知の時間内に実施されても良い。この方法では、測定時間により、滴定剤と未反応の二酸化塩素の量が把握される。また、測定時間により、チャンバ100内でどれだけの二酸化塩素が反応に使用されたかを把握することができる。消費された二酸化塩素の量は、2つの間の差として計算される。

ある実施形態では、データ処理ユニット112は、化学反応に関する滴定の終点400（図4A乃至4D参照）を検索し、化学反応の検出された特性の終点400に基づいて、洗浄ロスの漂白用の二酸化塩素の化学的需要に関するパラメータを定めても良い。

滴定の化学反応の特性は、少なくとも一つのセンサ110により検出される。終点400は、パルプの漂白サブプロセスに使用される二酸化塩素の化学的需要に関連する。二酸化塩素は、バルブ130により、測定チャンバ106に投与されても良い。バルブ130は、データ処理ユニット112により制御されても良い。二酸化塩素は、第1の物質104または第2の物質108のいずれかに含まれる。

また、データ処理ユニット112は、二酸化塩素の化学的需要に関する定められたパラメータに基づいて、現在のサブプロセス114に続く、次のサブプロセス116に対する二酸化塩素を含む物質の投与を制御しても良い。次のサブプロセス116は、漂白サブプロセスであっても良い。制御原理は、バルブ132への直線で示されており、これは、漂白サブプロセス116への、二酸化塩素を含む物質の流れを調整する。バルブ132は、データ処理ユニット112により制御されても良い。

ある実施形態では、投与ユニット106は、フィルタ化サンプル108Pを収容する測定チャンバ100に、二酸化塩素をインプットしても良い。1回の二酸化塩素のインプット量104Rは、フィルタ化サンプル108Pの化学的需要よりも多くても良い。二酸化塩素は、液体状の第1の物質104Rの一部であり、これが測定チャンバ100にインプットされる。

ある実施形態では、投与ユニット106は、二酸化塩素を含む測定チャンバ100にフィルタ化サンプル108Pをインプットしても良い。測定チャンバ100における二酸化塩素の量104Rは、終点400に達するまたはこれと交差するための、1回のフィルタ化サンプル108Pの化学的需要よりも多くても良い。従って、投与ユニット106は、一回に、既知の容積のフィルタ化サンプル108Pを測定チャンバ100にインプットし、この容積により化学反応が生じ、終点400に達し、またはこれと交差する。測定チャンバ100は、二酸化塩素を含有する物質を含んでも良い。従って、測定チャンバ100内の二酸化塩素の量104Rは、1回にインプットされるフィルタ化サンプル108Pの化学的需要よりも多くても良い。二酸化塩素の強度の範囲、およびフィルタ化サンプルの化学的需要は、例えば実験に基づいて予測することができるため、フィルタ化サンプルおよび二酸化塩素を含む物質の好適な量が、測定に使用できる。

図2に示した実施形態では、測定チャンバ100は、パルププロセス102の現在のサブプロセス114から、既知の量のフィルタ化サンプル108Pを収容しても良い。フィルタ化は、スクリーン抽出器、または例えば、直径が約150μmの穴を有する機械的なフィルタを用いて、実施されても良い。パルプの均一性（consistency）は、約10%である一方、フィルタ化サンプルの均一性（consistency）は、例えば約0.015%であっても良い。ただし、直径および均一性の値は、これらに限られるものではない。投与ユニット106は、測定チャンバ100に二酸化塩素108Rをインプットし、二酸化塩素108Rとフィルタ化サンプル104Pの間に、化学反応が生じる。投与ユニット106は、測定チャンバ100に二酸化塩素108Rを含む物質をインプットし、二酸化塩素108Rとフィルタ化サンプル104Pの間で化学反応が生じても良い。少なくとも一つのセンサ110は、二酸化塩素108Rとフィルタ化サンプル104Pとの間の化学反応に応じて把握される特性の検出を実施しても良い。データ処理ユニット112は、終点400の検出に基づいて、パルププロセスの漂白サブプロセス116における洗浄ロス用の、二酸化塩素の化学的需要を定めても良い。データ処理ユニット112は、このように、または定められた二酸化塩素需要に基づいて、漂白サブプロセス116における別の物質の一部として、二酸化塩素のインプットを制御しても良い。

ある実施形態では、当該機器は、サンプラー118を有しても良く、これは、パルププロセスから連続的なフィルタ化サンプルの流れを採取し、フィルタ化サンプルの流れを測定チャンバ100に搬送する。ある実施形態では、サンプラー118は、バッチ式のように、パルププロセスから別個のフィルタ化サンプルを採取し、該フィルタ化サンプルを一つ一つ、測定チャンバ100に搬送しても良い。サンプラー118自身は、知られている。少なくとも一つのセンサ110は、フィルタ化サンプルと二酸化塩素サンプルの各混合物をサンプル毎に検出し、データ処理ユニット112は、混合サンプルを個々に測定しても良い。

ある実施形態では、投与ユニット106は、既知の量の二酸化塩素を収容する測定チャンバ100に、第2の物質108、108P、108Rをインプットしても良い。第2の物質108、108P、108Rの量を増加させることにより、第1の物質104、104P、104Rと第2の物質108、108P、108Rとの間で化学反応が生じる。これにより、1回の増加は、終点400に達するまたはこれと交差する化学反応を生じさせるために必要な量よりも少なくなる。その後、少なくとも一つのセンサ110は、第2の物質108、108P、108Rのインプットと同時に、特性の検出を実施しても良い。

ある実施形態では、測定チャンバ100は、フィルタ化サンプル104Pを収容しても良い。フィルタ化サンプル104Pは、パルプのフィルタ化サンプルであっても良い。投与ユニット106は、測定チャンバ100に二酸化塩素108Rをインプットし、二酸化塩素108Rの量を増加させることにより、二酸化塩素108Rとフィルタ化サンプル104Pとの間で化学反応を生じさせる。二酸化塩素は、このようにインプットされても良く、あるいはより好適には、二酸化塩素は、インプット中に別の物質と混合されても良い。少なくとも一つのセンサ110は、二酸化塩素108Rのインプットと同時に、二酸化塩素108Rとフィルタ化サンプル104Pの間の化学反応に応じて把握される特性の検出を実行しても良い。データ処理ユニット112は、二酸化塩素108Rの化学的需要に関するパラメータを定めても良い。これは、化学反応に関する滴定の終点400（図4A乃至4D参照）に基づいて、パルププロセス102の漂白サブプロセス116に使用される。次に、データ処理ユニット106は、パルププロセス102の漂白サブプロセス116に使用される、二酸化塩素104Rの量を定めても良い。データ処理ユニット112は、漂白サブプロセスにおける洗浄ロス用の二酸化塩素108Rの化学的需要を定めても良い。

図3に示した実施例では、測定チャンバ100は、測定チャンバ100内に既知の量の二酸化塩素104Rを収容しても良い。二酸化塩素は、別の物質と混合されても良い。投与ユニット106は、測定チャンバ100にフィルタ化サンプル108Pをインプットしても良く、フィルタ化サンプル108Pの量を増加させることにより、二酸化塩素104Rとフィルタ化サンプル104Pとの間で化学反応が生じる。少なくとも一つのセンサ110は、参照サンプル108Pのインプットと同時に、二酸化塩素104Rとフィルタ化サンプル108Pとの間の化学反応に応じて把握される特性の検出を実施しても良い。データ処理ユニット112は、化学反応に関する滴定の終点400（図4A乃至4D参照）に基づいて、二酸化塩素104Rの化学的需要に関するパラメータを定めても良い。次に、データ処理ユニット106は、パルププロセス102の漂白サブプロセス116に使用される二酸化塩素104Rの量を定めても良い。

ある実施形態では、測定チャンバ100は、参照サンプル104Pを収容しても良い。測定チャンバ100における二酸化塩素に対する参照サンプルの量および化学的需要は、既知である。参照サンプル104Pは、パルプのフィルタ化サンプルであっても良い。投与ユニット106は、測定チャンバ100に二酸化塩素108Rをインプットしても良い。二酸化塩素108Rの量を増加させることにより、二酸化塩素108Rと参照サンプル104Pとの間で化学反応が生じる。二酸化塩素は、二酸化塩素と別の物質の両方を有する混合物として、インプットされても良い。前記別の物質は、例えば水である。少なくとも一つのセンサ110は、二酸化塩素108Rのインプットと同時に、二酸化塩素108Rと参照サンプル104Pとの間の化学反応に応じて把握される特性の検出を実施しても良い。データ処理ユニット112は、二酸化塩素108Rを含む物質の濃度または強度を定めても良い。これは、化学反応に関する滴定の終点400（図4A乃至4D参照）に基づいて、パルププロセス102の漂白サブプロセス116に使用される。次に、データ処理ユニット106は、定められた濃度に基づいて、パルププロセス102の漂白サブプロセス116に使用される二酸化塩素108Rの量を定めても良い。二酸化塩素は、洗浄ロス用に使用されても良い。

図3に示した実施例では、測定チャンバ100は、測定チャンバ100内に既知の量の二酸化塩素104Rを収容しても良い。二酸化塩素は、二酸化塩素と別の物質の両方を有する混合物であっても良い。投与ユニット106は、測定チャンバ100に参照サンプル108Pをインプットしても良い。参照サンプル108Pの量を増加させることにより、二酸化塩素104Rと参照サンプル104Pの間に化学反応が生じる。参照サンプル108Pは、フィルタ化サンプルであっても良い。少なくとも一つのセンサ110は、、参照サンプル108Pのインプットと同時に、二酸化塩素104Rと参照サンプル108Pの間の化学反応に応じて把握される特性の検出を実行しても良い。データ処理ユニット112は、化学反応に関する滴定の終点400（図4A乃至4D参照）に基づいて、二酸化塩素104Rに含まれる物質の濃度を定めても良い。次に、データ処理ユニット106は、定められた濃度に基づいて、パルププロセス102の漂白サブプロセス116に使用される二酸化塩素104Rの量を定めても良い。二酸化塩素は、洗浄ロス用に使用されても良い。

ある実施形態では、データ処理ユニット112は、二酸化塩素の定められたパラメータに基づいて、現在のサブプロセス114または以前のサブプロセス120を制御しても良い。パラメータは、二酸化塩素の化学的需要、または濃度であっても良い。また、これは、漂白サブプロセスにおける二酸化塩素の化学的需要を定めても良い（図4A乃至4Ｄ、および関連する記載参照）。

以前のサブプロセス120は、パルプ洗浄プロセスであっても良い。定められた二酸化塩素の需要が、所定の閾値を超える場合、洗浄プロセスがより効果的に行われても良い。洗浄プロセスは、新たな洗浄液を取得することにより、より効果的に実施されても良い。洗浄プロセスは、通常よりも多くの水を使用することにより、より効率的に行われても良い。洗浄プロセスは、循環水を用いてまたは循環水を用いずに、より原液に近い水を使用することにより、より効率的に行われても良い。洗浄プロセスは、洗浄プロセスを長く続けることにより、より効果的に実施されても良い。洗浄プロセスは、洗浄プロセスから空気を除去する化学薬品を添加することにより、より効果的に実施されても良い。洗浄プロセスは、パルプに対して、より直接的な力を加える洗浄プロセスにより、より効果的に実施されても良い。洗浄プロセスは、例えば、洗浄パルプマスから、汚れた水を圧搾することにより、より効果的に実施されても良い。通常、次のサブプロセス120および漂白サブプロセスの処理は、サブプロセスの両方の組み合わされたリソースが最小限に抑制されるように、最適化されても良い。

図4Ａには、既知の体積のフィルタ化サンプルに、二酸化塩素（ClO₂）が徐々に添加された際の滴定曲線402の一例を示す。横軸は、任意スケールの二酸化塩素ARの量であり、縦軸は、第1の物質104と第2の物質108の間の化学反応に応じた、検出特性PRである。検出特性PR（測定チャンバ100内のフリーClO₂の量）は、測定され、あるいは二酸化塩素の添加開始時に把握されている。既知のフィルタ化サンプルの体積に二酸化塩素が添加される速度は既知のため、横軸は、既知の方法で時間軸に対応する。

図4Aの例では、特性は、電気化学センサ110の電流として測定されても良い。データ処理ユニット112は、検出された特性における少なくとも一つの値に基づいて、漂白サブプロセスにおける洗浄ロス用の二酸化塩素の化学的需要を定める。少なくとも一つの値は、第2の物質108のインプット後、既知の時間内で測定されても良い。少なくとも一つの値は、終点400で、終点400と交差した後、または終点400と交差される前後で、測定されても良い。終点400の前での測定は、測定チャンバ100への第2の物質108の添加前に実施され、これは、点410に対応する。例えば、少なくとも一つの値は、時間400、410、412、414、および／または416で定められても良い。測定412は、第2の物質108の添加後であるが、終点400の前であり、単独の測定では十分ではない。

データ処理ユニット112は、二酸化塩素の添加開始時点での値と、終点400が検出された後の少なくとも一つの値との間の、1または2以上の差Δに基づいて、二酸化塩素の前記化学的需要を定めても良い。図4Aには、一つの差しか示されていないが、点410から416で測定された、任意の値の間の差が使用されても良い。データ処理ユニット112は、追加でまたはこれとは別に、二酸化塩素の添加開始時または前の値と、終点400後に定められた少なくとも一つの値との間の1または2以上の差に基づいて、二酸化塩素を含む物質の濃度を定めても良い。

ある実施形態では、データ処理ユニット112は、滴定の終点400を検索しても良い。終点400は、化学反応に関連する。次に、データ処理ユニット112は、終点400に基づいて、二酸化塩素の需要に関するパラメータを定めても良い。パラメータは、二酸化塩素を含む物質の化学的需要または濃度であっても良い。すなわち、終点400は、二酸化塩素の量の値AR₀を与え、これは、フィルタ化サンプルの既知の量に必要である。終点400が直接測定されない場合でも、チャンバ100における洗浄ロスの影響により生じる二酸化塩素AR₀の需要は、少なくとも一つの測定値に基づいて、予測できる。終点400で測定が実施される場合、終点400での二酸化塩素の量は、漂白サブプロセスに使用される二酸化塩素の量の決定に使用される。終点400でいかなる測定も実施されない場合、終点400での二酸化塩素の量は、他の測定値から内（外）挿される。

漂白サブプロセスにおける洗浄ロスに必要な二酸化塩素の量は、計算することができる。AR₀が測定された需要、すなわち測定チャンバ100における二酸化塩素の必要量であり、M₀がフィルタ化サンプルの既知の体積であり、B₀が漂白サブプロセスにおける洗浄ロスの量である場合、漂白サブプロセスにおける二酸化塩素の需要cd_xは、AR₀、M₀、およびB₀の関数fであり、cd_x＝f（AR₀、M₀、B₀）となる。ここで、fは、初等関数または非初等関数である。cd_xとAR₀、M₀、B₀の間の依存性は、例えば、単にcd_x＝（B₀／M₀）AR₀であっても良い。

終点400は、漂白サブプロセス116における洗浄ロスの二酸化塩素需要に関連する。また、終点400は、漂白サブプロセス116のCOD（化学的酸素需要）に関連すると考えられるが、終点400は、二酸化塩素需要のより良い予測を提供する。しかしながら、二酸化塩素の化学的需要が既知の参照サンプルで、滴定が実施される場合、終点400は、二酸化塩素を含む物質の強度または濃度に関連すると考えられ、これにより、漂白サブプロセスにおける洗浄ロスの二酸化塩素の化学的需要が定められても良い。

フィルタ化サンプルを収容する測定チャンバ100に、二酸化塩素が徐々に添加されると、滴定終点400に達するまで、化学反応によって測定特性が一定に維持される。曲線402の一定の水平部分は、サンプルのデッドロードまたは廃棄ロードを表す。すなわち、終点400の前に、サンプルは、二酸化塩素の量AR₀で導入される。ただし、二酸化塩素の前記量AR₀では、パルプの繊維の漂白は生じない。これは、二酸化塩素は、洗浄ロスのみと反応するためである。終点400の後にだけ、添加された二酸化塩素によって、パルプの繊維が漂白される。

測定には、漂白サブプロセス116において使用されるものとほぼ等しい二酸化塩素が使用されるため、二酸化塩素の需要は、測定に基づいて適正に予測される。漂白サブプロセス116では、二酸化塩素でパルプが漂白されても良い。

図4Bには、二酸化塩素を含む既知の体積の物質に、フィルタ化サンプルまたは参照サンプルが徐々に添加された際の、滴定曲線402の一例を示す。横軸は、任意スケールのフィルタ化サンプルまたは参照サンプルの量APであり、縦軸は、二酸化塩素とフィルタ化サンプルまたは参照サンプルとの間の化学反応に応じて、検出された特性PRである。既知の量の二酸化塩素にフィルタ化サンプルまたは参照サンプルが徐々に添加されると、曲線402は、最初に大きな値を示すが、値は、急激に低下し、その後緩やかになる。すなわち、曲線402は、図4Aの曲線の鏡像である。また、フィルタ化サンプルが使用された場合、測定されたまたは予想された終点400は、漂白サブプロセス116における洗浄ロス用の二酸化塩素の化学的需要を定める。あるいは、参照サンプルが使用された際、終点400は、二酸化塩素の濃度を定める。

より詳しくは、データ処理ユニット112は、検出された特性の少なくとも一つの値に基づいて、漂白サブプロセスにおける洗浄用の二酸化塩素の化学的需要を定める。少なくとも一つの値は、終点400で、またはこれと交差した後に、測定されても良い。2以上の値が測定される場合、少なくとも一つの他の値は、終点400と交差する前に、測定されても良い。例えば、少なくとも一つの値は、時間400、410、412、414、および／または416で、定められても良い。データ処理ユニット112は、フィルタ化サンプルまたは参照サンプルの添加開始時の値と、時間410乃至416で定められた少なくとも一つの値との間の、1または2以上の差Δに基づいて、二酸化塩素の前記化学的需要を定めても良い。そのような場合、終点400の一方の側の値410乃至414の一つと、終点の反対側の値416とが必要となる。図4Bには、一つの差しか示されていないが、点410乃至416で測定された、任意の値同士の間の差が使用されても良い。これに加えてまたはこれとは別に、データ処理ユニット112は、二酸化塩素の添加開始時の値と、時間410乃至416での既知の期間内の少なくとも一つの値との間の、1または2以上の差に基づいて、二酸化塩素を含む物質の濃度を定めても良い。

図4Cには、既知の体積のフィルタ化サンプルに、1回の二酸化塩素（ClO₂）が添加された際の滴定曲線402の一例を示す。横軸は、任意スケールの時間Tであり、縦軸は、第1の物質104と第2の物質108との間の化学反応に応じた検出特性PRである。この例では、二酸化塩素の量が極めて多く、滴定は、ある時間TR₀で終点400に達している。

より詳しくは、データ処理ユニット112は、第2の物質108のインプット後に検出された特性の少なくとも一つの値に基づいて、漂白サブプロセスにおける洗浄ロス用の二酸化塩素の化学的需要を定める。少なくとも一つの値は、終点400で、またはこれと交差した後に測定されても良い。2以上の値が測定される場合、少なくとも一つの他の値は、終点400と交差する前に測定されても良い。例えば、少なくとも一つの値は、時間400、410、412、414、および／または416で定められても良い。そのような場合、終点400の一方の側の値410乃至414の一つ、および終点の他方の側の値416が必要になる。データ処理ユニット112は、二酸化塩素の添加開始時の値と、時間410乃至416で検出された少なくとも一つの値との間の、1または2以上の差Δに基づいて、二酸化塩素の前記化学的需要を定めても良い。図4Cには、一つの差しか示されていないが、点410乃至416で測定された任意の値同士の間の差が使用されても良い。これに加えてまたはこれとは別に、データ処理ユニット112は、二酸化塩素の添加開始時の値と、時間410乃至416での既知の時間内に定められた少なくとも一つの値との間の、1または2以上の差に基づいて、二酸化塩素を含む物質の濃度を定めても追い。

ある実施形態では、データ処理ユニット112は、化学反応に関する滴定の終点400を検索し、終点400に基づいて、パラメータを定める。パラメータは、二酸化塩素を含む物質の化学的需要または濃度であっても良い。終点400は、フィルタ化サンプルの既知の量に必要な、二酸化塩素の量AR₀の値を提供する。終点400が直接測定されない場合でも、チャンバ100における洗浄ロスによって生じる二酸化塩素AR₀の需要は、少なくとも一つの測定値に基づいて予測できる。時間TR₀は、化学反応の速度により二酸化塩素の量AR₀と関連し、この化学反応の速度は、既知であり、あるいは通常の化学的知見、シミュレーション、または測定に基づいて予測できる。すなわち、二酸化塩素の量AR₀は、時間TR₀の関数fであり、AR₀＝f（TR₀）である。ここで、fは、初等関数または非初等関数である。二酸化塩素の量AR₀は、簡単にAR₀＝kTR₀で表されても良い。ここで、kは、化学反応の速度に依存する定数である。漂白サブプロセスにおいて、どの程度の量のパルプが漂白されるかは既知であるため、漂白サブプロセスにおける洗浄ロスのために必要な二酸化塩素の量は、計算できる。AR₀が測定された需要、すなわち測定チャンバ100における二酸化塩素の必要量であり、M₀がパルプの洗浄ロスに対応するフィルタ化サンプルの既知の体積であり、B₀が漂白サブプロセスにおけるパルプの量である場合、漂白サブプロセスにおける洗浄ロスによって生じる二酸化塩素の需要cd_xは、AR₀、M₀およびB₀の関数fであり、cd_x＝f（AR₀、M₀、B₀）である。ここでfは、初等関数または非初等関数である。cd_xと、AR₀、M₀およびB₀との間の依存性は、例えば、単にcd_x＝（B₀／M₀）AR₀であっても良い。

図4Dには、既知の体積の二酸化塩素に、フィルタ化サンプルまたは参照サンプルが1回添加された際の、滴定曲線402の一例を示す。横軸は、任意スケールの時間Tであり、縦軸は、二酸化塩素とパルプまたは参照サンプルとの間の化学反応に応じて検出された特性PRである。この例では、測定チャンバ100内の二酸化塩素の量は、1回にインプットされるフィルタ化サンプルの化学的需要よりも多く、このため、ある時間TR₀で滴定が終点400に達している。その後、滴定は、終点400を超えて継続される。曲線402は、最初に高い値を示すが、値は、時間TR₀で急激に低下し、その後、低下はゆっくりとなる。すなわち、曲線402は、図4Cの曲線の鏡像である。

より具体的には、データ処理ユニット112は、第2の物質108のインプット後に検出される特性の少なくとも一つの値に基づいて、漂白サブプロセスにおける洗浄ロス用の二酸化塩素の化学的需要を定める。少なくとも一つの値は、終点400で、またはこれと交差した後に、測定されても良い。2以上の値が測定される場合、少なくとも一つの他の値は、終点400との交差の前に、測定されても良い。例えば、少なくとも一つの値は、時間400、410、412、414、および／または416で定められても良い。データ処理ユニット112は、フィルタ化サンプルまたは参照サンプルの添加開始時の値と、時間410乃至416の既知の時間内に定められた少なくとも一つの値との間の、1または2以上の差Δに基づいて、二酸化塩素の前記化学的需要を定めても良い。図4Dには、一つの差しか示されていないが、点410から416で測定された任意の値同士の間の差が使用されても良い。これに加えてまたはこれとは別に、データ処理ユニット112は、二酸化塩素の添加開始時の値と、時間410乃至416の既知の時間内で定められた少なくとも一つの値との間の、1または2以上の差に基づいて、二酸化塩素を含む物質の濃度を定めても良い。

ある実施形態では、データ処理ユニット112は、化学反応に関する滴定の終点400を検索し、終点400に基づいて、パラメータを定めても良い。パラメータは、二酸化塩素を含む物質の化学的需要または濃度であっても良い。終点400は、洗浄ロスに対応する既知の量のフィルタ化サンプルに必要な、二酸化塩素の量AR₀の値を提供する。終点400が直接測定されない場合でも、チャンバ100における洗浄ロスによって生じる二酸化塩素の需要AR₀は、少なくとも一つの測定値に基づいて予測できる。時間TR₀は、図4Cに関して既に述べたように、化学反応の速度により二酸化塩素の量AR₀に関連し、この化学反応の速度は、通常の化学的知見、シミュレーション、または測定に基づいて把握される。従って、フィルタ化サンプルが使用される場合、終点400は、漂白サブプロセス116における洗浄ロス用の二酸化塩素の化学的需要を定める。あるいは、参照サンプルが使用される場合、終点440は、二酸化塩素を含む物質の濃度を定める。

漂白用の二酸化塩素は、通常、漂白剤会社から容易に利用できる。二酸化塩素を含む物質の濃度は、しばしば、良く知られており、これは、測定に加えて、漂白サブプロセス116への二酸化塩素の投与方法に対する参照を提供する。しかしながら、二酸化塩素を含む物質の濃度を測定することも、可能である。二酸化塩素を含む物質の濃度が不明な場合、および／または二酸化塩素を含む物質の濃度が変化する場合であっても、漂白サブプロセス116は、有効に実施することができる。二酸化塩素は、漂白サブプロセス116にも使用されるためである。すなわち、測定では、全ての環境における二酸化塩素を含む物質の現在の濃度が考慮される。

ある実施形態では、データ処理ユニット112は、二酸化塩素を含む物質の定められた濃度に基づいて、次のサブプロセス116を制御しても良い。二酸化塩素を含む物質は、二酸化塩素の濃度の関数として、測定チャンバ100にインプットされても良い。すなわち、二酸化塩素の濃度は、漂白の際の二酸化塩素の化学的需要の決定に使用される。従って、低濃度の二酸化塩素を含む物質よりも少量の、高濃度の二酸化塩素を含む物質がインプットされても良い。次のサブプロセス116は、茶色のパルプ洗浄プロセスであっても良い。茶色のパルプは、クラフトパルプとも称される。

ある実施形態では、測定チャンバ100は、クラフトプロセスからのフィルタ化サンプルを収容しても良い。次に、終点400に基づいて、二酸化塩素の需要が定められても良い。

ある実施形態では、クラフトプロセスからのフィルタ化サンプルは、二酸化塩素の既知の化学的需要を有し、測定により、次の漂白サブプロセス116で使用される二酸化塩素を含む物質の濃度が定められても良い。クラフトサンプルは既知であり、終点400に達するために必要な二酸化塩素の量AR₀は、把握されているため、次のサブプロセス116における洗浄ロスにより生じる二酸化塩素の需要は、予測することができる。次のサブプロセス116におけるパルププロセスの量は、既知なためである。すなわち、D＞f（AR₀）である。ここでDは、次のサブプロセス116における二酸化塩素の需要であり、fは、次のサブプロセス116におけるパルプの量に基づく、既知の関数である。

ある実施形態では、データ処理ユニット112は、追加で、終点400（図4A乃至4D参照）に基づいて、クラフトパルプの洗浄サブプロセスの品質を定めても良い。洗浄プロセスは、漂白サブプロセスであり得る次のサブプロセス116に、洗浄されたクラフトパルプをインプットする前の、現在のサブプロセス114であっても良い。

ある実施形態では、処理ユニット112は、少なくとも一つのプロセッサ500と、コンピュータプログラムコードを含む少なくとも一つのメモリ502とを有する。少なくとも一つのメモリ502、および少なくとも一つのプロセッサ500によるコンピュータプログラムコードにより、処理ユニット112は、少なくとも一つのセンサ110による特性の検出に基づいて、少なくとも、パルププロセス102の二酸化塩素に関するパラメータを定める。パラメータは、二酸化塩素の化学的需要、または二酸化塩素を含む物質の濃度であっても良い。

ある実施形態では、少なくとも一つのメモリ502、および少なくとも一つのプロセッサ500によるコンピュータプログラムコードにより、機器は、測定チャンバ100に、第2の物質108、108P、108Rをインプットするように、投与ユニット106を制御する。

制御は、処理ユニット112が投与ユニット106に制御指令を送信し、指令により、投与ユニット106が二酸化塩素またはフィルタ化サンプルをチャンバ100に投与するように実施されても良い。指令により、投与ユニット106が二酸化塩素またはフィルタ化サンプルを添加するように要求されると、投与ユニット106は、二酸化塩素またはフィルタ化サンプルをチャンバ100に添加する。指令により、投与ユニット106が、二酸化塩素またはフィルタ化サンプルのインプットを停止するように要求されると、投与ユニット106は、チャンバ100に二酸化塩素またはフィルタ化サンプルをインプットすることを停止する。フィルタ化サンプルの代わりに、参照サンプルが使用されても良い。

図6には、測定方法を示す。ステップ600では、投与ユニット106により、測定チャンバ100に、パルププロセス102に関連する第2の物質104、104P、104Rがインプットされ、パルププロセス102に関連する第1の物質108、108P、108Rが、測定チャンバ100に収容された状態で、第1の物質108、108P、108Rと、第2の物質104、104P、104Rとの間に化学反応が生じる。第1の物質108、108P、108Rの量は既知であり、第1の物質104、104Rおよび第2の物質108、108Rの一方は、二酸化塩素を含み、第1の物質104、104Rおよび第2の物質108、108Rの他方は、パルププロセス102のパルプスラリーからのフィルタ化サンプルである。ステップ602では、少なくとも一つのセンサ110により、第1の物質108、108P、108Rと第2の物質104、104P、104Rとの間の化学反応に応じて、時間の関数として、把握される特性の検出が行われる。ステップ604では、データ処理ユニット112により、化学反応に関する滴定の終点400が検索される。ステップ606では、データ処理ユニット112により、第2の物質108のインプットの後、既知の時間内で検出された特性の少なくとも一つの値に基づいて、漂白の際の洗浄ロスのための二酸化塩素の化学的需要が定められる。

図6の方法ステップは、少なくとも一つのプロセッサ500および少なくとも一つのメモリ502を有する処理ユニット112を用いて実行される、コンピュータプログラムにより実施されても良い。

プロセッサおよびメモリを使用することに加えて、またはこれとは別に、処理ユニットは、特定用途向け集積回路ASICのような、1または2以上の集積回路として実施されても良い。別個のロジック装置で構成された回路のような、他の機器の実施例も可能である。これらの異なる実施の組み合わせも、可能である。

コンピュータプログラムは、コンピュータプログラム分配手段上に配置され、分配されても良い。コンピュータプログラム分配手段は、データ処理ユニット112により可読であり、これは、コンピュータプログラム指令をエンコードし、二酸化塩素に関連するパラメータを定める機器の動作を制御しても良い。

また、分配手段は、コンピュータプログラムを分配するための既知の解決手段、例えばコンピュータ可読媒体、プログラム貯蔵媒体、コンピュータ可読メモリ、コンピュータ可読ソフトウェア分配パッケージ、またはコンピュータ可読圧縮ソフトウェアパッケージであっても良い。

技術の進歩とともに、本発明の概念は、各種方法で実施され得ることは、当業者には明らかである。本発明およびその実施形態は、示された前述の例に限定されるものではなく、請求項に記載の範囲内で変化し得る。

Claims (8)

1. 測定チャンバ内に、パルププロセスに関連する第1の物質を収容したまま、投与ユニットにより、パルププロセスに関連する第2の物質を、前記測定チャンバにインプットして、前記第1の物質と前記第2の物質との間に、化学反応を生じさせるステップであって、
   前記測定チャンバにインプットされる前記第2の物質および前記第1の物質の量は、既知であり、前記第1の物質および前記第2の物質の一方は、二酸化塩素を含み、前記第1の物質および前記第2の物質の他方は、パルププロセスのパルプスラリからのフィルタ化サンプルを有する、ステップと、
   少なくとも一つのセンサにより、前記第1の物質と前記第2の物質の間の化学反応に応じて把握される特性の検出を実行するステップと、
   データ処理ユニットにより、前記検出された特性における1または2以上の値に基づいて、漂白サブプロセスにおける洗浄ロス用の二酸化塩素の化学的需要に関するパラメータを定めるステップであって、
   前記値の少なくとも一つは、化学反応の終点で、または化学反応の終点と交差した後に検出される、ステップと、
   を有する、測定方法。
2. さらに当該方法は、データ処理ユニットにより、前記化学反応の検出された特性の終点に基づいて、漂白サブプロセスにおける洗浄ロス用の二酸化塩素の化学的需要に関する特性を定めるステップ
   を有する、請求項1に記載の測定方法。
3. さらに当該方法は、
   投与ユニットにより、時間の関数として、第2の物質の量を増加させることにより、前記パルププロセスに関する第2の物質を前記測定チャンバにインプットし、前記第1の物質と前記第2の物質との間で化学反応を生じさせるステップと、
   少なくとも一つのセンサにより、第2の物質のインプットと同時に、前記特性を検出するステップと、
   を有する、請求項1に記載の測定方法。
4. さらに、当該測定方法は、
   前記フィルタ化サンプルを収容する前記測定チャンバに、二酸化塩素をインプットするステップ
   を有し、
   前記二酸化塩素の1回のインプット量は、前記フィルタ化サンプルに対する化学的需要よりも多い、請求項1に記載の測定方法。
5. さらに、当該測定方法は、
   前記二酸化塩素を収容する前記測定チャンバに、フィルタ化サンプルをインプットするステップ
   を有し、
   前記測定チャンバ内の前記二酸化塩素の量は、1回にインプットされる前記フィルタ化サンプルに対する化学的需要よりも多い、請求項1に記載の測定方法。
6. さらに、当該測定方法は、
   前記測定チャンバに、前記パルププロセスの現在のサブプロセスから、既知の量のフィルタ化サンプルを収容するステップと、
   時間の関数として、二酸化塩素の量を増加させることにより、現在のサブプロセスの次の漂白サブプロセスにおいて使用される二酸化塩素を、前記測定チャンバにインプットし、二酸化塩素と前記フィルタ化サンプルとの間で化学反応を生じさせるステップと、
   二酸化塩素のインプットと同時に、前記特性の検出を実行するステップと、
   を有する、請求項1に記載の測定方法。
7. さらに、当該測定方法は、
   前記パルププロセスの現在のサブプロセスから、既知の量の二酸化塩素を前記測定チャンバに収容するステップと、
   時間の関数として、前記フィルタ化サンプルの量を増加させることにより、前記フィルタ化サンプルを前記測定チャンバにインプットし、二酸化塩素と前記フィルタ化サンプルとの間で化学反応を生じさせるステップと、
   二酸化塩素のインプットと同時に、前記特性の検出を実行するステップと、
   を有する、請求項1に記載の測定方法。
8. 請求項1乃至7のいずれか一つに記載の方法の全てのステップを実施する手段を備える測定機器。

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