一種用于控制磨漿機、磨床或這一類設備,以制取包含纖維素的,如紙漿,的產品的方法和系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及一種用于控制磨漿機W制取一種包含纖維素,如紙漿,的產品的方法。
【背景技術】
[0002] 在紙漿生產企業,物流系統必須識別W及跟蹤纖維素產品的出廠過程并確保產品 在正確的時間被送達正確的客戶的手中。至今,運要求給紙漿單元標簽的視覺檢驗或掃描 條形碼,而運樣的檢查僅僅提供了一種識別產品批次的方法。在許多需要遠程識別與快速 識別的應用中,諸如貨物供應鏈領域中,無線射頻識別技術正在被部署應用。
[0003] 紙漿單元就質量信息而言,也有獨特的要求。通常來說,紙漿在客戶的造紙廠中被 打成漿水,被提煉,并對其性能進行分析,同時加入化學品,運如同采取其他的工藝步驟時 一樣。根據傳統的質量控制方法,紙漿的提煉結果每周進行一次或兩次的測量。紙漿的可靠 統計信息只能在它生產后的數月后才能獲得。
[0004] 從造紙機運行性能體現出的紙漿質量的傳統的評估方法是不準確的。運類方法對 測量條件(如季節交替和濕度)十分敏感,并且需要進行相當費時的分析,而運些分析通常 都是孤立的,運也就意味著運無法評估出整份紙漿的具有代表性的數據。因此,造紙廠收到 的每份紙漿的質量是一致的,并且可預測的,運一點是至關重要的。紙漿的質量越是一致, 且所得知的每份紙漿的質量信息越是準確,則紙張生產商對紙張生產進行優化,W使造紙 機的運行適應實際的紙漿質量要求就更為容易,且能夠跟容易地使紙張產品定制到最終規 格。
[0005] 在由申請人提交的共同國際專利申請PCT/FI2013/050732中公開了 一種基于射頻 識別技術的解決方案,用于標記纖維素產品質量信息。該解決方案是基于使紙漿制備過程 中的每一步的測量參數標準化,并使每一步形成一個收益,得出產率函數。每一個步驟在產 率函數中的分布都增加了產品的質量指標。例如貼在一份紙漿上的一種可記錄和遠程可讀 的被動式射頻識別標簽,包含該份紙漿的識別信息W及質量指標信息。一個只有一粒沙子 大小,由可生物降解紙基片提供的射頻識別標簽,可攜帶多達32字節的數據。單份紙漿的信 息被保存在紙漿廠的報告系統中,W在紙漿從紙漿廠運往客戶的造紙廠的過程中提供跟蹤 和其他物流支持信息。
[0006] 對于某一份紙漿的質量信息的精確掌握,使得客戶得到了一個優化他們的生產方 案的獨一無二的機會。準確的質量報告建議客戶如果某一批次的紙漿質量處于質量范圍的 頂端,就意味著優化或減少紙漿或化學品消耗量是可行的。事實上,很多時候對于紙張或紙 板生產商來說,造紙業有用量需要預定的特性,因此找到一個正確的紙漿使用量來對應紙 張、紙板或者紙巾的生產是至關重要的。
[0007] 在一家造紙廠將紙漿提煉成纖維,并將它們傳送到造紙機的濕端時,要考慮的主 要工藝參數有:
[000引-研磨機的具體能耗參數,運是自動化制漿或研磨過程中的主要控制參數。在一個 典型的系統中,研磨機的具體能耗是保持恒定的。
[0009]-紙漿質量信息,
[0010] -磨漿機中紙漿的提煉濃度(厚度),
[0011] -磨漿機刀架上轉載的獎葉(或刀具)的型號(包含刀具信息,提煉濃度和流動性),
[0012]-成品纖維的流量指示器控制(FIC),和
[0013] -溫度。
[0014] 在上述文件PCT/FI2013/050732中披露的質量指標,本文借鑒了該文件的全文,給 質量信息帶來了一個關鍵優勢,因為它使得紙漿廠能夠對纖維素或者紙漿的質量指標進行 在線測定,運在造紙廠立即就可W使用。質量信息通常是在十分鐘的間隔內獲得,一周總計 大約有1000個值。運些優勢包括在已知某批次的紙漿性能良好時,可能的質量變化的可靠 信息的有效性,質量指標也許會替代W質量控制為目的的測試,也有助于降低提煉過程中 的耗電量。
[0015]然而,即使紙漿質量信息在造紙過程中十分有用,任然有很多參數要被設置和調 整W實現所需的紙張質量。在在線控制的紙漿制漿過程中,鮮有可用的標準。最有名的是加 拿大標準游離度(CSF)數。CSF是一種紙漿表面區域的數量測定,運也對應于紙漿的崩解和 打漿的水平。
[0016] 在現代紙張研磨中,CSF值是在制漿輸出階段測得,并且作為該廠具體研磨機能耗 變化的目標值。此外,研磨機的具體能耗保持恒定,并且CSF值也許會在此后變化。一個較小 的CSF值意味著紙漿具有較大的表面積(和打漿度),反之亦然。制造商通常為了利益,將CSF 值保持在一個恒定的數值來確保由碎漿纖維、精漿纖維、誰和化學物質組成的漿料的恒定 質量。運通過調整研磨機電動機的輸入電力,進而調整紙漿的打漿度來實現。
[0017] 依照上下文的描述,一臺社機指一臺紙漿或纖維素產品生產設備或一臺造紙設 備。顯然,一臺造紙機和"造紙"僅指的是后者。不同類型的制漿機被用來將木屑娠碎或磨成 木纖維,用于纖維素產品生產的后續流程,也用于造紙時將材料切碎,打漿或磨漿成獨立的 纖維。文中更具體的說明決定了描述的是哪一流程。
【發明內容】
[0018] -種可靠的,可批量處理的質量指標,能使其比現有的流程控制更加具體。當工藝 參數給定的情況下,在起始時有質量指標的紙漿的CSF值的預測性更加精確。運使得進行高 成本的試運行和測試的需求最小化。具有代表性的一個質量指標就是卡伯值,運個值表明 紙漿的漂泊水平,和/或紙漿的產率,運對應于最終的紙張產品的拉伸強度,運也使造紙廠 的流程控制得到很大改進。
[0019]本發明的目的在于創造一種新的方法,用于控制一臺磨漿機和制漿機,建立了質 量指標和中央控制參數之間的相關性,并在設定和控制該種研磨機的運行參數的改進方法 上得W運用。
[0020] 如下文所述,建立并證明了一個基于產率函數的質量指標是與精漿質量相對應 的。其他的主要變量是基于研磨性能和諸如測量變化和水質的其他情況。相比于傳統的紙 漿制取方法和系統,運給了紙張制造商更多關于成品的信息和可預測性。
[0021 ]更具體地說,根據本發明的方法,其特征在于就如權利要求1中所述的特征。本發 明方法包括步驟
[0022] -讀取所述產品的質量指標;
[0023] -將所述的質量指標值關聯至至少一個包含所述產品的漿液或用所述漿液制成的 成品的預先定義的屬性,運與所述質量指數成比例;
[0024] -生成一個響應于所述質量指標和一個所述屬性所需的值的控制信號;
[0025] -根據所述控制信號,控制至少一個所述制漿機的運行參數W制取所述產品W符 合所述預定義屬性的所述期望值和漿液的加拿大標準游離度(CSF),該屬性是由所述成品 的拉伸強度組中選出的。
[0026] 質量指標代表了漂白纖維素的產率與制備過程中木材消耗量之比,運也是基于對 產品和工藝參數在至少一個蒸煮步驟,氧處理步驟和漂白過程步驟的在線測量,該結果被 作為所述的產率函數的收益,該產率函數用于表明從木頭制備的漂白纖維素的量。
[0027] 紙漿的質量首先取決于所用的木材(或其他植物材料)的原料。可W通過控制部分 用于紙漿生產的不同原材料木片W控制質量。一個可用的組合的例子是30%松樹圓木, 20 %云杉原木和50 %制材廠廢料中的碎木片。
[0028] 第二個決定質量的因素是紙漿廠的工藝條件。運意味著一個制漿過程的產率圖會 受到紙漿廠的工藝條件的影響。如果化學劑量很高,圖表設置較低導致產率和纖維強度的 降低。運會導致質量指數下降。該模型基于理論知識和對工藝流程的數據分析。運些要素決 定了質量指標。當運些質量指標被納入考慮范圍是,造紙過程中制漿步驟就能被優化。
[0029] 質量指標表示了紙漿廠的工藝條件(酸堿度,溫度,化學劑量...),運也確實決 定了對于紙漿質量的影響。因此,質量指標是與幾個工藝條件相結合的。纖維素的高質量和 高性能被認為是由輕處理獲得的,運也是一項