[发明专利]一种控制精磨机以制取含纤维素的纸浆产品的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于控制精磨机以精制一种包含纤维素，如纸浆，的产品的方法。

背景技术

在纸浆生产企业，物流系统必须识别以及跟踪纤维素产品的出厂过程并确保产品在正确的时间被送达正确的客户的手中。至今，这要求给纸浆单元标签的视觉检验或扫描条形码，而这样的检查仅仅提供了一种识别产品批次的方法。在许多需要远程识别与快速识别的应用中，诸如货物供应链领域中，无线射频识别技术正在被部署应用。

纸浆单元就质量信息而言，也有独特的要求。通常来说，纸浆在客户的造纸厂中被打成浆水，被提炼，并对其性能进行分析，同时加入化学品，这如同采取其他的工艺步骤时一样。根据传统的质量控制方法，纸浆的提炼结果每周进行一次或两次的测量。纸浆的可靠统计信息只能在它生产后的数月后才能获得。

从造纸机运行性能体现出的纸浆质量的传统的评估方法是不准确的。这类方法对测量条件(如季节交替和湿度)十分敏感，并且需要进行相当费时的分析，而这些分析通常都是孤立的，这也就意味着这无法评估出整份纸浆的具有代表性的数据。因此，造纸厂收到的每份纸浆的质量是一致的，并且可预测的，这一点是至关重要的。纸浆的质量越是一致，且所得知的每份纸浆的质量信息越是准确，则纸张生产商对纸张生产进行优化，以使造纸机的运行适应实际的纸浆质量要求就更为容易，且能够跟容易地使纸张产品定制到最终规格。

在由申请人提交的共同国际专利申请PCT/FI2013/050732中公开了一种基于射频识别技术的解决方案，用于标记纤维素产品质量信息。该解决方案是基于使纸浆制备过程中的每一步的测量参数标准化，并使每一步形成一个收益，得出产量函数。每一个步骤在产量函数中的分布都增加了产品的质量指标。例如贴在一份纸浆上的一种可记录和远程可读的被动式射频识别标签，包含该份纸浆的识别信息以及质量指标信息。一个只有一粒沙子大小，由可生物降解纸基片提供的射频识别标签，可携带多达32字节的数据。单份纸浆的信息被保存在纸浆厂的报告系统中，以在纸浆从纸浆厂运往客户的造纸厂的过程中提供跟踪和其他物流支持信息。

对于某一份纸浆的质量信息的精确掌握，使得客户得到了一个优化他们的生产方案的独一无二的机会。准确的质量报告建议客户如果某一批次的纸浆质量处于质量范围的顶端，就意味着优化或减少纸浆或化学品消耗量是可行的。事实上，很多时候对于纸张或纸板生产商来说，造纸业有用量需要预定的特性，因此找到一个正确的纸浆使用量来对应纸张、纸板或者纸巾的生产是至关重要的。

在一家造纸厂将纸浆提炼成纤维，并将它们传送到造纸机的湿端时，要考虑的主要工艺参数有：

-研磨机的具体能耗参数，这是自动化制浆或研磨过程中的主要控制参数。在一个典型的系统中，研磨机的具体能耗是保持恒定的。

-纸浆质量信息，

-磨浆机中纸浆的提炼浓度(厚度)，

-磨浆机刀架上转载的桨叶(或刀具)的型号(包含刀具信息，提炼浓度和流动性)，

-成品纤维的流量指示器控制(FIC)，和

-温度。

在上述文件PCT/FI2013/050732中披露的质量指标，本文借鉴了该文件的全文，给质量信息带来了一个关键优势，因为它使得纸浆厂能够对纤维素或者纸浆的质量指标进行在线测定，这在造纸厂立即就可以使用。质量信息通常是在十分钟的间隔内获得，一周总计大约有1000个值。这些优势包括在已知某批次的纸浆性能良好时，可能的质量变化的可靠信息的有效性，质量指标也许会替代以质量控制为目的的测试，也有助于降低提炼过程中的耗电量。

然而，即使纸浆质量信息在造纸过程中十分有用，任然有很多参数要被设置和调整以实现所需的纸张质量。在在线控制的纸浆制浆过程中，鲜有可用的标准。最有名的是加拿大标准游离度(CSF)数。加拿大标准游离度是一种纸浆表面区域的数量测定，这也对应于纸浆的崩解和打浆的水平。

在现代纸张研磨中，加拿大标准游离度值是在制浆输出阶段测得，并且作为该厂具体研磨机能耗变化的目标值。此外，研磨机的具体能耗保持恒定，并且加拿大标准游离度值也许会在此后变化。一个较小的加拿大标准游离度值意味着纸浆具有较大的表面积(和打浆度)，反之亦然。制造商通常为了利益，将加拿大标准游离度值保持在一个恒定的数值来确保由碎浆纤维、精浆纤维、谁和化学物质组成的浆料的恒定质量。这通过调整研磨机电动机的输入电力，进而调整纸浆的打浆度来实现。