JPH0665791B2 - 精砕製紙原料の製造における制御方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はサーモメカニカル・パルプの製造機械を制御
するための、請求項１の前段に記載した方法に関する。

本発明は、また、上記方法を実行するための装置に関す
る。

従来技術による方法においては、サーモメカニカル・パ
ルプ（thermomechanical pule）の回転式リファイナー
（refiner:精砕機）へのチップの装入が、チップの装入
と水の供給を行う設定バルブを手動で制御しながら行わ
れている。手動の制御方法においては、ある程度の設定
バルブの制御の遅れが非常に大きく、これが大体数時間
の長さである。設定値の選定は近似値であって不正確で
ある。さらに、装入されるチップの密度と寸法が不定な
ので、この方法では一定品質のサーモメカニカル・パル
プを作ることができない。

過去において、リファイナーに入るチップの水の量を推
定する努力がなされているが、チップの水分含有量のセ
ンサーについては未だ信頼性の高いものが得られていな
い。

当該技術分野の技術者によく知られた調節可能のシステ
ムがあり、水の量を調節することによって、リファイナ
ーの消費するパワーを一定にする試みがなされている。
この場合、主動力源からサーモメカニカル・パルプのリ
ファイナーへの入力は一定に保たれるが、サーモメカニ
カル・パルプがチップの密度の変動による変化を示す。

水の供給量がサーモメカニカル・パルプの叩解値（free
ness value）を先ず測定することによって制御される
が、この値はパルプのドレーンネッジ（drainage）のた
めの標準的指数であり、また、サーモメカニカル・パル
プの精砕度の特性値である。次に、この決定された叩解
値を基礎として、水の量、生産量、およびリファイナー
６複数個のディスクの間隔が調節され、所望の叩解値が
得られるようにする。しかしながら、この方法は濃度お
よび密度の変化に対して鈍感である。さらに、叩解値の
測定には時間がかかり、したがって、リアルタイムの制
御ができないのみならず、測定と制御の間にかなりの遅
れがある。

この発明の目的は、従来技術のこのような欠点を克服
し、サーモメカニカル・パルプの製造工程を制御する全
く新規な方法とその装置を提供することである。

この発明は、リファイナーから排出されるサーモメカニ
カル・パルプの水分含有量を連続的に測定し、この測定
値を用いて、チップ装入量に対する追加水量の比が所定
のレベルになるように制御することを基本としている。

特に、この発明による方法は請求項１の特徴部分に記載
した点を特徴としている。

さらに、この発明による装置は請求項４の特徴部分に記
載した点を特徴としている。

この発明は際立った利点を持っている。

サーモメカニカル・パルプの水分量の測定の助けを借
り、水分量の変化よってもたらされる変動がなくなる。
水分量が制御されているので、製造機械を高速で運転
し、能率を上げることができる。

次に、添付した図面に示した実施例により、この発明を
詳細に説明する。

第１図は、この発明の１つの実施例のシステムの側面を
示す模式図。

第２図は、この発明の別の実施例のシステムの側面を示
す模式図。

第３図は、第１図の測定装置を拡大して示す模式図。

第４図は、赤外線測定の原理を説明する模式図。

第５図は、赤外線測定装置の模式図。

第６図は、赤外線測定装置の測定結果を示すグラフ図で
ある。

第１図によって説明すると、精砕すべき木質のチップが
コンベヤー１によってサーモメカニカル・パルプリファ
イナーに運ばれる。このチップがモーター10によって回
転する装入機９の助けを借りサーモメカニカル・パルプ
リファイナー装入ホッパー２に装入され、かつ測定さ
れ、ここからチップが、装入モーター７によって回転す
る装入オーガー３によって複数個の精砕ディスク５の隙
間に送られる。装入ホッパー２またはオーガー３の管の
中で制御器４によって調節された量の水が加えられる。
ディスク５の隙間の中でチップがサーモメカニカル・パ
ルプに精砕され、発生する蒸気が制御パルプ６を介して
ストック（stock:製紙原料）を吐出する。この制御バル
ブの目的は蒸気圧力を一定に保つことである。ディスク
５の後、バルブ６の前に、サーモメカニカル・パルプの
水分センサー21が出口管25に取り付けられている。制御
バルブ６の後に、これに対応するセンサー22をサーモメ
カニカル・パルプの導管の中に置くことができる。得ら
れた水分情報が制御器４またはデータ処理ユニット11に
送られる。もしも、サーモメカニカル・パルプの水分量
が所定の設定値以下に落ちたならば、チップの装入量を
減らすか、または一般的な制御方法によって追加の水の
量を増加することによって、チップの水分量を増加させ
ることができる。水分量が過剰になったときは、この逆
を行えばよい。実際には、この制御作業がデータ処理ユ
ニット11から制御器４に送られてくる新しい設定値によ
って行われる。

第２図について説明すると、この場合は２つのサーモメ
カニカル・パルプのリファイナーがタンデム式に接続さ
れており、水分量の測定点の数が増加する。水分量測定
センサー23が第２のリファイナーの出口管にセンサー24
をサイクロン12の後の１点に、例えば、サイクロンの出
口管に、置くこともできる。この実施例の場合、各セン
サー21、22、23および24が別々の機能を持ち、センサー
の信号をデータ処理ユニット11送り、この中から最適の
１つの信号を選択するか、または数学的処理、例えば平
均することによって、適切な制御信号を得ることができ
るようになっている。場合によっては、この信号センサ
ーは１つで十分なことがある。この２つのサーモメカニ
カル・パルプのリファイナーが、第１図の実施例と同様
な水分追加の制御装置４を備えている。ただし、サーモ
メカニカル・パルプリファイナーのための設定値は異な
っている。

第３図に、サーモメカニカル・パルプのリファイナーの
出口に設けられた測定装置が示されており、バイパス管
42に、サーモメカニカル・パルプが流れるようになって
いる。管42がこのバイパスの流れを制御するための絞り
弁即ちチョーク26を持っている。パルプから発生し大き
な容積に膨脹した蒸気が濃縮器43によって除去され、サ
ーモメカニカル・パルプが、モーター44によって回転す
るオーガー45によって水分量センサー27および28に運ば
れる。透過しない（nontransmissive）赤外線を測定す
るためにはセンサーユニット27で十分だが、マイクロウ
ェーブの測定を行うためには、さらに、レシーバーユニ
ット28が必要である。

第４図によって説明すると、この赤外線装置が、フィル
ターディスク30を介して、赤外線光源29から赤外線を投
射することによって作動し、濾波された光が水の分子32
によって散乱する。散乱光は、検出部材31により検出さ
れる。表面下に残る水の分子33は検出にはかからない。

第５図に示す実施例においては、赤外線光源から出た光
が、レンズ35と鏡を介し、フィルターユニット36を経
て、次に鏡38を介して検出ターゲット39に至る。フィル
ターユニットがチョッパーユニット37を持ち、光ビーム
をチョッピングする。検出ターゲット39から反射された
光線が、赤外線検出器として作用する光レジスター40に
至り、このレジスター40の出力信号が増幅器41によって
増幅される。

サーモメカニカル・パルプの水分量を圧力のかかった状
態で直接測定することも、出口管に透明の部分を設ける
ことによって可能となる。上述した赤外線測定を行う場
合は、単に透明の窓を設けるだけで十分である。

マイクロウェーブ測定を行う送信器ユニット27と受信器
ユニット28とが出口管の両側に置かれる。この出口管
は、少なくともマイクロウェーブ測定の行われる部分
が、マイクロウェーブを透過する材料、例えばテフロ
ン、で作られていなければならない。

第６図は、赤外線測定器による水分量と実験室での確認
結果との対応を説明する図である。水分量測定期間にお
いて、水分量センサーの出力信号は2.30Vで、追加した
水の流量は85リッター／minで、叩解値は145CSFであっ
た。装入チップの水分が変化した後は、センサー信号が
2.41Vで、その叩解値が153CSFであった。制御器が水の
追加率を78リッター／minのレベルに調節した結果、セ
ンサーの信号が2.32Vのレベルに戻り、それに対応する
叩解値が142CSFであった。大きな変動はチップの水分量
の測定によって検出されなかった。当然の結果ながら、
チップからの水分量の直接測定は成功しなかった。これ
はセンサーがチップの表面の水分のみを測定しているか
らである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特公 昭59−32592（ＪＰ，Ｂ２) 米国特許2437715（ＵＳ，Ａ) 国際公開86106770（ＷＯ，Ａ)

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】下記の（ａ）−（ｂ）に特徴を有する、 チップを、計量手段（10,9）によって計量して、サーモ
   メカニカル・パルプのリファイナーの装入ホッパー
   （２）に装入すること、 前記チップを、前記装入ホッパー（２）と接続して設け
   た装入手段（3,7）によって、サーモメカニカル・パル
   プのリファイナーの複数個のディスク（５）の間に運ん
   で精砕を行うこと、および、 前記チップを、前記サーモメカニカル・パルプのリファ
   イナーの複数個のディスク（５）の間に運ぶのに先立っ
   て、水を計量手段（10）によって計量し、前記チップに
   加えること、 を含むサーモメカニカル・パルプのリファイナーの制御
   方法： （ａ） サーモメカニカル・パルプと蒸気の混合物の水
   分量が、オンラインで作動する少なくとも１つの赤外線
   反射測定手段（21,22,23,24）によって、少なくとも半
   連続的態様で、サーモメカニカル・パルプのリファイナ
   ーの後方において測定される； （ｂ） 測定された前記水分量に基づいて、計量すべき
   チップと水の量が、一般的な方法によって制御され、 水分量の増加傾向に対しては、計量するチップの量を増
   加し、および／または、加えられる水の量を減少して、
   どちらにも共通の効果を得るようにし、したがってま
   た、水分量の減少傾向に対しては、前記の場合とは反対
   の調節を行うことによって、水分量を所望の一定値の水
   準に維持する；
2. 【請求項２】サーモメカニカル・パルプのリファイナー
   から出る管が、透明な管部分を備えており、前記透明な
   管部分を通して、一般的な赤外線測定方法を利用して水
   分率を測定する点に特徴を有する請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】サーモメカニカル・パルプのリファイナー
   から出る管が、マイクロウエーブを透過する管部分を備
   えており、前記マイクロウエーブを透過する管部分を通
   して、一般的なマイクロウエーブ測定方法を利用して水
   分率を測定する点に特徴を有する請求項１記載の方法。
4. 【請求項４】下記の（ａ）−（ｂ）に特徴を有する、 チップを計量して、サーモメカニカル・パルプのリファ
   イナーに装入する計量手段（10,9）と、 前記チップを、精砕を行うために、サーモメカニカル・
   パルプのリファイナーの複数個のディスク（５）の間に
   運ぶ装入手段（3,7）と、 前記チップを、前記サーモメカニカル・パルプのリファ
   イナーの複数個のディスク（５）の間に運ぶのに先立っ
   て、水を計量して前記チップに加えるための計量手段
   （10）とからなるリファイナーの制御装置： （ａ） サーモメカニカル・パルプと蒸気の混合物の水
   分量を決定するために、サーモメカニカル・パルプの通
   路に沿って、複数個のリファイナーディスク（５）の後
   方に設けた赤外線反射測定手段（21,22,23,24）； （ｂ） サーモメカニカル・パルプの一定の水分率を維
   持するために、前記測定手段（21,22,23,24）から受け
   取る水分率の値に基づいて、前記計量手段（10,9）、前
   記装入手段（3,7）、および前記水の計量手段（10）を
   制御する制御手段（11,4）；