RU2020115475A - Система, контроллер и способ декортикации - Google Patents

Claims (21)

1. Способ декортикации одного или более исходных блоков сельскохозяйственной биомассы, характеризующийся тем, что анализируют одну или более характеристик исходных блоков; разрезают исходные блоки до заданного размера; разрыхляют резанные исходные блоки; выполняют декортикацию разрыхленных исходных блоков для разделения разрыхленных исходных блоков на компоненты, содержащие луб, короткое волокно, костру и пыль; разрезают луб на одну или более длин; смешивают костру, резаный луб и короткие волокна в заданных долях; измельчают смесь; объединяют смесь с термопластичными полимерами с образованием конечного продукта; принимают данные анализатора, полученные по меньшей мере на одной из следующих операций: декортикация, разрезание, смешивание, измельчение и объединение; на основе данных анализатора формируют модель машинного обучения для оценки соотношений между содержанием компонентов конечного продукта и один или более аспектов по меньшей мере одной из следующих операций: анализа, разрезания, разрыхления, декортикации, уплотнения, измельчения и объединения; регулируют указанные один или более аспектов для получения желаемого конечного продукта на основе, по меньшей мере частично, выходных данных сформированной модели машинного обучения.

2. Способ по п.1, в котором сельскохозяйственной биомассой являются двудольные растения.

3. Способ по п.1, в котором указанные одна или более характеристик исходных блоков содержат данные датчиков по меньшей мере по одному из следующих параметров: степень вымачивания, химический состав и содержание влаги.

4. Способ по п.1, в котором указанные оценочные соотношения содержат прогнозируемый потенциальный выход луба, костры и пыли.

5. Способ по п.1, в котором указанная регулировка одного или более аспектов для получения желаемого конечного продукта содержит выбор используемого материала в качестве последующих исходных блоков.

6. Способ по п.1, также включающий идентификацию луба, имеющего короткие лубяные волокна, и повторное смешивание идентифицированного луба снова с кострой для получения смеси луба и костры.

7. Способ по п.1, также включающий определение механических свойства конечного продукта путем выполнения механического испытания конечного продукта с помощью анализатора для динамического испытания на изгиб.

8. Способ по п.1, в котором указанное содержание компонентов конечного продукта включает в себя: возможный выход продукции, и/или возможную стоимость продукции, и/или прогнозируемые расходы на обработку, при этом указанная оценка включает в себя использование сведений, обнаруженных в базах данных (KDD) на основе указанных проанализированных одной или более характеристик исходных блоков.

9. Способ по п.1, также включающий измерение чистоты лубяного волокна с помощью датчика на рабочем ходе блока гидравлического пресса для формирования тюков.

10. Способ по п.1, в котором конечный продукт имеет содержание волокна более 50%.

11. Контроллер для процесса декортикации одного или более исходных блоков сельскохозяйственной биомассы, причем контроллер содержит по меньшей мере один блок обработки и запоминающее устройство для данных, при этом указанный по меньшей мере один блок обработки выполнен с возможностью взаимодействовать с запоминающим устройством для данных и с возможностью исполнения: модуля управления для приема одной или более характеристик исходных блоков от одного или более датчиков; выдачи команды блоку разрезания на разрезание исходных блоков до заданного размера; выдачи команды блоку разрыхления на разрыхление разрезаных исходных блоков; выдачи команды декортикатору на декортикацию разрыхленных исходных блоков для разделения разрыхленных исходных блоков на компоненты, содержащие луб, короткое волокно, костру и пыль; выдачи команды блоку смешивания на смешивание костры, короткого волокна и резаного луба; выдачи команды измельчителю на измельчение костры и луба; выдачи команды компаундеру на объединение измельченной костры и луба с термопластичными полимерами для получения конечного продукта; и приема данных по меньшей мере из одного из следующих компонентов: декортикатора, блока смешивания, пресса для формирования тюков, измельчителя, компаундера и одного или нескольких датчиков; и модуля анализа и обработки данных для формирования модели машинного обучения на основе данных анализатора для оценки соотношений между содержанием компонентов конечного продукта и одного или более аспектов по меньшей мере одного из следующих процессов: анализа, резания, разрыхления, декортикации, уплотнения, измельчения и объединения; и передачи в модуль управления регулировок, предназначенных для выполнения в указанных одном или более аспектов, для получения желаемого конечного продукта на основе, по меньшей мере частично, выходных данных, полученных из сформированной модели машинного обучения.

12. Контроллер по п.11, в котором сельскохозяйственная биомасса содержит двудольные растения.

13. Контроллер по п.11, в котором указанные одна или более характеристик исходных блоков включает в себя данные датчиков по степени вымачивания, и/или химическому составу, и/или содержанию влаги.

14. Контроллер по п.11, в котором указанные оценочные соотношения включают в себя прогнозируемый потенциальный выход луба, костры и пыли.

15. Контроллер по п.11, в котором регулировка указанных одного или более аспектов для получения желаемого конечного продукта включает в себя выбор материала, используемого в качестве последующих исходных блоков.

16. Контроллер по п.11, в котором модуль управления также принимает идентификационную информацию о лубе, имеющем короткие лубяные волокна, и выдает команду на повторное смешивание идентифицированного луба снова с кострой для получения смеси из луба и костры.

17. Контроллер по п.11, также включающий получение информации о механических свойствах конечного продукта из механического испытания конечного продукта с помощью анализатора для динамического испытания на изгиб.

18. Контроллер по п.11, в котором указанное содержание компонентов конечного продукта включает в себя: возможный выход продукции, и/или возможную стоимость продукции, и/или прогнозируемые расходы на обработку, при этом указанная оценка включает в себя использование сведений, обнаруженных в базах данных (KDD) на основе указанных проанализированных одной или более характеристик исходных блоков.

19. Контроллер по п.11, дополнительно содержащий измерение чистоты лубяного волокна с помощью датчика на рабочем ходе гидравлического пресса для формирования тюков.

20. Пресс для формирования тюков, содержащий раму; двигатель, установленный на раме; поршень, расположенный на раме и механически соединенный с двигателем, причем поршень является подвижным вдоль вертикальной оси; пресс для формирования тюков, расположенный на нижнем конце поршня, причем пресс для формирования тюков содержит по меньшей мере одно прозрачное окно; и датчик, расположенный на прессе для формирования тюков и выполненный с возможностью измерения через прозрачное окно, при этом рама выполнена с возможностью принимать материал между прессом для формирования тюков и нижним участком рамы, указанный пресс для формирования тюков выполнен с возможностью создавать усилие, направленное вниз, с помощью двигателя через поршень для сжатия материала, и датчик выполнен с возможностью измерять по меньшей мере одну характеристику материала во время сжатия материала.

21. Установка для динамического испытания на изгиб, предназначенная для испытания механических свойств материала, имеющего фиксированные размеры, содержащая пару неподвижных нижних валов; подвижный верхний вал, расположенный горизонтально между указанной парой неподвижных нижних валов и вертикально над указанной парой неподвижных нижних валов; механическое устройство позиционирования, механически соединенное с верхним валом, для перемещения верхнего вала вдоль вертикальной оси; и тензодатчик, расположенный между механическим устройством позиционирования и верхним валом, при этом материал поступает между верхним и нижними валами, где механическое устройство позиционирования прикладывает усилие к верхнему валу, направленное вниз, до тех пор, пока верхний вал не достигнет заданного расстояния отклонения вниз, при этом тензодатчик регистрирует усилие, которое пропорционально прочности материала на изгиб, когда верхний вал достигает указанного заданного расстояния отклонения вниз.