NO174114B - Fremgangsmaate og apparat for styring av produksjonen av termomekanisk masse - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse angår en fremgangsmåte i henhold til ingressen i patentkrav 1, for styring av produksjonen av termomekanisk masse.

Oppfinnelsen angår også et apparat for utførelse av fremgangsmåten.

Ved tidligere kjente metoder foregikk matningen av flis til den roterende termomekaniske masseraffinør under manuell regulering av innstilte verdier for flismatning og vanntil-førsel. Ved den manuelle reguleringsmetode blir styrings-forsinkelsen ved noen av innstillingsverdiene for prosessen naturligvis svært lang, typisk av størrelsesorden flere timer. Valget av innstillingsverdier er omtrentlig og inkonsistent. Da videre tetthets- og størrelsesvariasjonen i den innførte flis er tilfeldig, er denne metode ikke i stand til å avstedkomme en konsistent eller vedvarende kvalitet på den termomekaniske masse.

Det har vært gjort forsøk på å estimere vannmengden i den flis som mates inn i raffinøren, men løsninger med hensyn til en pålitelig sensor for fuktighetsinnholdet i flis, har ikke vært vellykket.

Det er også tidligere kjent innstillbare systemer hvor det er gjort forsøk på å holde konstant den effekt som forbrukes av raffinøren, ved å regulere mengden av tilført vann. Selv om effektuttaket fra strømnettet til den termomekaniske masseraffinør holdes konstant, oppviser den termomekaniske masse avvik som skyldes variasjoner i flistettheten.

Vanntilførselen blir også regulert ved først å måle den frie (freeness) verdi av den termomekaniske masse, som gir et standardisert mål på massedreneringen og er karakteris-tisk for finfraksjonene i den termomekaniske masse, og så på basis av den bestemte frie verdi, justeres vannmengden, produksjonskapasiteten og skiveklaringen for å oppnå en ønsket friverdi. Denne metode er imidlertid ufølsom overfor endringer i konsistens og tetthet. Dessuten er måling av den frie verdi tidkrevende og er følgelig ikke egnet for regulering i sann tid, men representerer derimot en betyde-lig forsinkelse mellom måletidspunktet og styringen.

Formålet med foreliggende oppfinnelse er å overvinne de ulemper som den tidligere kjente teknologi er beheftet med, og å oppnå en fullstendig ny fremgangsmåte med tilhørende apparat for styring av produksjonen av termomekanisk masse.

Oppfinnelsen er basert på kontinuerlig måling av fuktighetsinnholdet av termomekanisk masse som trer ut fra raffinøren, for så å benytte den målte verdi for styring av forholdet mellom tilsatt vann og volum av innmatet flis, til et ønsket nivå.

Mer spesielt er fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen karakterisert ved det som er angitt i den karakteriserende del av patentkrav 1.

Videre er apparatet ifølge oppfinnelsen karakterisert ved angivelsene i den karakteriserende del av patentkrav 4.

Oppfinnelsen innebærer betydelige fordeler.

Ved hjelp av målinger av fuktighetsinnholdet i termomekanisk masse, kan forstyrrelser skapt av variasjoner i fuktighetsinnholdet, elimineres. Når fuktighetsinnholdet er under kontroll, kan produksjonsmaskineriet kjøres med høyere kapasitet, hvilket resulterer i øket effektivitet.

Oppfinnelsen skal forklares i detalj ved hjelp av det følgende utførelseseksempel illustrert på tegningene. Fig. 1 viser skjematisk et styresystem ifølge oppfinnelsen. Fig. 2 viser skjematisk et annet styresystem ifølge oppfinnelsen. Fig. 3 viser i delvis skjematisk form en måleoppstilling forbundet med styresystemet på fig. 1. Fig. 4 viser skjematisk et prinsipp for infrarød måling. Fig. 5 viser skjematisk en måleoppstilling for infrarød måling. Fig. 6 viser i form av et diagram overensstemmelsen mellom den infrarøde målemetode og laboratorieverifikasjon. • I henhold til fig. 1 blir treflis som skal raffineres, fremført til den termomekaniske masseraffinør ved hjelp av en transportør 1. Flisen mates og doseres ved hjelp av en mater 9 som roteres av en motor 10, for matning til en mateboks 2 for den termomekaniske masseraffinør. Derfra blir flisen ført videre til gapet mellom raffinørskiver 5 ved hjelp av en mateskrue 3 som roteres av en materotor 7. I mateboksen 2 eller i skruerøret 3 blir det tilsatt vann i et volum regulert av en regulator 4. Mellom skivene 5 blir flisen malt til termomekanisk masse og frembragt damp driver massen frem gjennom en styreventil 6. Formålet med styreventilen 6 er å opprettholde et konstant damptrykk. Etter skivene 5, men foran ventilen 6, er det anordnet en fuktighetssensor 21 for den termomekaniske masse i et utløpsrør 25. En tilsvarende sensor 22 kan også være plassert i banen for den termomekaniske masse etter styreventilen 6. Det oppnådde fuktighetssignal blir ført til regulatoren 4 eller til en databehandlingsenhet 11. Hvis fuktigheten i den termomekaniske masse faller under en ønsket innstilt verdi, blir vannvolumet i flisen øket enten ved å redusere mate-hastigheten for flis eller ved å øke volumet av tilsatt vann, under bruk av en konvensjonell reguleringsmetode. Dersom fuktighetsinnholdet er for høyt, skjer det motsatte. I praksis finner styringsoperasjonen sted ved å sende en ny innstillingsverdi til regulatoren 4 fra databehandlings-enheten 11.

I henhold til fig. 2 er to termomekaniske masseraffi-nører koblet i tandem. Imidlertid er antallet av målepunkter for fuktighetsinnhold større. En fuktighetssensor 23 kan være plassert ved utløpsrøret fra den annen raffinør. En sensor ?4 kan også plasseres ved et punkt etter en syklon 12, f.eks. i utløpsrøret fra syklonen. Hver sensor 21, 22, 23 og 24 er med fordel innrettet til å ha sin selvstendige funksjon og overføring av sensorsignaler til databehand-lingsenehten 11, idet signalene enten kan utvelges med hensyn på et optimalt enkelt signal som best beskriver prosesen, eller kan underkastes en matematisk prosessering ved f.eks. å danne et gjennomsnitt, for å oppnå et egnet styresignal. I noen tilfeller kan det være tilstrekkelig med en enkelt sensor. Begge de termomekaniske masseraffinører er forsynt med identisk styringsutstyr 4 for vanntilsetning i henhold til oppstillingen på fig. 1. Innstillingsverdiene for de termomekaniske masseraffinører kan imidlertid være forskjellige.

På fig. 3 er det illustrert en måleoppstilling i tilknytning til et utløpsrør 25 fra den termomekaniske masseraffinør som tillater at et avledningsrør 42 anordnes ved massestrømmen. Røret 42 er forsynt med en strupeventil 26 for å regulere avledningsstrømmen. Den damp som utvikles ved at masse ekspanderer til et større volum, blir fjernet gjennom en kondensator 43, og den temomekaniske masse overføres ved hjelp av en skrue 45 som dreies av en motor 44, til sensorer 27 og 28 for fuktighetsinnhold. For utførelse av ikke-transmissive infrarød-målinger, er det tilstrekkelig med sensorenheten 27. Når det benyttes mikrobølgemåling er det dessuten nødvendig med en mottagerenhet 28.

I henhold til fig. 4 arbeider infrarødutstyret ved å sende IR-lys fra en IR-kilde 29 gjennom en filterskive 30, og det filtrerte lys blir dispersert av vannmolekyler 32. Den disperserte stråling blir detektert av en detektor 31. Vannmolekyler 33 som forblir under overflaten unngår deteksjon.

I den utførelse som er illustrert på fig. 5 blir lys som kommer fra IR-kilden, ledet via linser 35 og speil gjennom en filterenhet 36, og via et speil 38 til et mål 39. Filterenheten 36 er forsynt med en oppkuttingsenhet 37 for oppkutting av lysstrålen. Lys reflektert fra målet 39 ledes til en lysavhengig motstand 40 som virker som IR-detektor, og utgangssignalet fra motstanden 40 forsterkes i en forsterker 41.

Direkte måling av fuktighetsinnholdet i termomekanisk masse under trykk er også mulig ved å montere en transparent seksjon på masserøret. Når den foran beskrevne IR-måling benyttes, er det tilstrekkelig med et enkelt transparent vindu.

Når det benyttes mikrobølgemåling er en senderenhet 27 og en mottagerenhet 28 plassert på motsatte sider av masserøret. Masserøret må være laget av mikrobølge-transparent materiale, f.eks. teflon, i det minste i den seksjon som benyttes for mikrobølgemålingen.

Fig. 6 viser korrelasjonen mellom fuktighetsinnhold fremkommet ved IR-målinger, og verifiserte resultater fra laboratoriet. Under målingen av fuktighetsinnhold var utgangssignalet fra fuktighetssensoren 2,30 V, strømnings-mengden av tilsatt vann var da 85 l/min. og den nevnte frie verdi (freeness) var 145 CSF. Etter en endring i fuktigheten

av den innførte flis var sensorsignalet 2.41 V og den

tilsvarende frie verdi var 153 CSF. Regulatoren innstilte tilsatt vannmengde til et nivå på 78 l/min., hvilket resulterte i at sensorsignalet vendte tilbake til et nivå på 2.32, mens den tilsvarende frie verdi var 142 CSF. Det ble ikke detektert noen større endringer ved målingene av flisens fuktighetsinnhold. Følgelig var en direkte måling av fuktighetsinnholdet fra flisen ikke vellykket, fordi sensoren bare måler overflatefuktigheten i flisen.

Claims (4)

1. Fremgangsmåte for styring av en termomekanisk masse-raf f inør, hvor: - flis doseres inn i en mateboks (2) for den termomekaniske masseraffinør, ved hjelp av en doseringsanordning (10, 9), - flis overføres for raffinering mellom masseraffinør-skiver (5) ved hjelp av en mateanordning (3,7) anordnet i forbindelse med mateboksen (2), og - vann tilsettes til flisen ved hjelp av en vanndoseringsanordning (10) forut for innmatningen av flisen mellom masseraffinørskivene, karakterisert ved at - fuktighetsinnholdet av den termomekaniske masse/damp-blanding måles etter masseraffinøren i det minste på halvkontinuerlig måte ved hjelp av i det minste en IR-refleksjonsmåleinnretning (21, 22, 23, 24) som arbeider i sann tid (on-line), og - på basis av målt fuktighetsinnhold styres mengden av flis og vann som skal doseres, på konvensjonell måte slik at fuktighetsinnholdet reguleres til et ønsket nivå med konstant verdi, f.eks. ved økning av volumet av dosert flis og/eller reduksjon av mengden av tilsatt vann ved en økende trend i fuktighetsinnhold, for å oppnå en samsvarende virkning,og tilsvarende anvendelse av en motsatt strategi for å motvirke en avtagende trend i fuktighetsinnhold.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at utgangsrøret fra den termomekaniske masseraffinør er forsynt med en transparent rørseksjon gjennom hvilken fuktighetsinnholdet måles ved bruk av en konvensjonell infrarød målemetode.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at utgangsrøret fra den termomekaniske masseraffinør er forsynt med en mikrobølge-transparent rørseksjon gjennom hvilken fuktighetsinnholdet måles ved bruk av en konvensjonell mikrobølgemålemetode.

4. Apparat for styring av en raffinør omfattende: - en doseringsanordning (10,9) for dosering av flis inn i en termomekanisk masseraffinør, - en mateanordning (3,7) for matning av flis mellom masseraffinørskiver (5) for raffinering av flisen, og - en vanndoseringsanordning (10) for tilførsel av vann til flisen forut for matning av flisen mellom masseraffinørskivene (5), karakterisert ved- IR-refleksjonsmåleelementer (21, 22, 23, 24) for fuktighetsinnhold, arrangert langs passasjen for termomekanisk masse etter raffinørskivene (5), for å bestemme fuktighetsinnholdet av masse/damp-blandingen, og - en styreanordning (11, 4) for regulering av doser-ingsanordningen (10, 9), mateanordningen (3, 7) og vanndoseringsanordningen (10) på grunnlag av verdier for fuktighetsinnhold mottatt fra måleelementene (21, 22, 23, 24) for å opprettholde et konstant fuktighetsinnhold i den termomekaniske masse.