Neue dreidimensionale Bildgebungstechnik verbessert den Einsatz von Ausschuss in der Papierindustrie

Ein von Numcore Oy entwickeltes, auf der Impedanztomografie basierendes Messgerät erzeugt in Echtzeit ein dreidimensionales Bild vom Inneren von Rohren und Behältern in der Prozessindustrie. Die Zellstoff- und Papierindustrie ist einer der potentiellen Nutznießer dieser neuen Technik. Das Unternehmen gewann neulich die französische ATIP 2010 Innovation Trophy, die an das innovativste Unternehmen im Bereich der Papiertechnologie verliehen wird.

In der Papierindustrie hat sich das Unternehmen bislang auf die Optimierung des Ausschusseinsatzes konzentriert. Weil bei der Papierherstellung immer Ausschuss anfällt, ist die anteilige Zugabe des aufbereiteten Ausschusses ein wichtiger Teil des Prozesses, wobei Schwankungen insbesondere in der Dosierung von gestrichenem Ausschuss Funktionsstörungen in der Nasspartie verursachen können.

Das Messgerät ist im Piloteinsatz in einigen Papierfabriken und Wellpappewerken und es ist sowohl mit den Qualitätsleitsystemen der Fabrik als auch mit dem Informationssystem von Numcore verbunden. Als Messgerät wird dabei der Durchfluss-Sensor CoreApus eingesetzt. Dessen Elektroden messen kontinuierlich selbst kleinste Unterschiede in der elektrischen Leitfähigkeit der verschiedenen Phasen im Stoffdurchfluss.

Das vom Messgerät produzierte dreidimensionale Bild bekommt man jedoch erst durch Inversionsrechnung, d. h. mit Hilfe sehr fortschrittlicher mathematischer Modellierung, die eigentliche Kernkompetenz von Numcore.

„Pilotanlagen sind für uns sehr wichtige Hilfsmittel bei der Produktentwicklung, da wir erst anhand der von ihnen gewonnenen, detaillierten Messdaten genaue praxisbezogene Informationen darüber bekommen, welche Änderungen im Stoffdurchfluss mit welchen Produktionsproblemen zusammenhängen. Das hat uns geholfen, die Modellierung dahingehend zu entwickeln, dass die vom Messgerät übertragenen Daten direkt für die Steuerung und Optimierung des Produktionsprozesses genutzt werden können“, sagt Verkaufsleiter Jukka Hakola von Numcore.

Ausschuss-Dosierung genau überwachen

Eine der Pilotanlagen ist die Papierfabrik Stora Enso, Veitsiluoto in Kemi, Finnland. Dort ist das Numcore-Messgerät an der Dosierstelle für Ausschuss der PM5 für Magazinpapiere positioniert. Der eingesetzte Ausschuss enthält sowohl Rohpapier als auch gestrichenes Papier.

„An dieser Stelle ist es möglich, sowohl den Mahlgrad und den gesamten Ausschussanteil wie auch das Verhältnis zwischen Rohpapier- und gestrichenem Ausschuss zu regulieren, um die Eigenschaften des Rohpapiers und das Laufverhalten der Papiermaschine zu verbessern“, sagt Jukka Hautamäki, Leiter der Prozessentwicklung.

Er betont, dass an das neue Messgerät wirklich außergewöhnlich hohe Anforderungen gestellt werden, da das Laufverhalten der Maschine schon vorher ausgezeichnet war.

„Die Numcore-Technik an sich ist leicht anzuwenden, und der Einbau des CoreApus-Sensors in den Prozess war einfach. Der Sensor erzeugt zirka 20 Indexe, die auf dem Bildschirm des Bedieners angezeigt werden und zu den anderen, in unserem Prozessdiagnose-System Savcor Wedge existierenden Anlagenparametern hinzugefügt werden können. Das ermöglicht uns zum Beispiel, Zusammenhänge zwischen dem Weißgrad des Rohpapiers und dem Mahlgrad eines bestimmten Ausschusses zu finden.“

Im Laufe des Frühjahrs wird in der Fabrik eine Versuchsreihe durchgeführt, bei der der Mahlgrad des Ausschusses stufenweise geändert wird. Die Wirkung der Änderungen wird jeweils mit den vom Numcore Messsystem produzierten Indexen, der Qualität des Rohpapiers und den Laufeigenschaften der Maschine verglichen.

„Bei den Versuchen fahren wir die Maschine dermaßen extrem, damit wir herausfinden, was das Messgerät in der Wirklichkeit sieht. Die Versuche dauern bis Ende April. Danach wissen wir, wie gut sich das Gerät für die besonderen Anforderungen unseres Produktionsprozesses eignet. Das Endziel ist die Automatisierung der Ausschuss-Dosierung mithilfe der Numcoretechnik“, sagt Hautamäki.

Möglichkeit zur Erzielung großer Einsparungen

Eine andere Pilotfabrik ist der Wellenpapier-Hersteller Powerflute Savon Sellu Oy in Kuopio (Finnland), wo das Numcore-Gerät die Variationen in dem von der Mischbütte kommenden Stoffdurchfluss misst.

„Mithilfe des Messgerätes haben wir jetzt schon festgestellt, dass gewisse Änderungen im Stoffdurchfluss ganz klar mit Bahnabrissen zusammenhängen. Je früher wir im Prozess die Bildung von Ungleichmäßigkeiten erkennen können, die nach einer gewissen Verzögerung zu Bahnabrissen führen, desto effizienter können wir durch Prozesssteuerung diese Bahnabrisse vermeiden“, sagt Martti Laatikainen, Betriebsleiter der Papiermaschine.

Laut Laatikainen ist die Fabrik in erster Linie an Änderungen in der Ausschussmenge und an Feinanteilen im Stoff interessiert.

„Falls wir mithilfe des Gerätes Ursachen für unklare Bahnabrisse herausfinden können, würden wir auf Jahresniveau sehr große Einsparungen erzielen. Darum haben wir uns an der Entwicklung des Messgerätes gern beteiligt“, stellt Laatikainen fest. /ins

Numcore in Überblick

Numcore Oy entwickelt auf der Impedanztomografie basierende Messgeräte der neuesten Generation für die dreidimensionale Bildgebung sowie die dazugehörigen Berechnungen und Protokollierung der Messergebnisse. Die Produkte des Unternehmens eignen sich für die Lösung von Problemen und Optimierung von Prozessen in der Papier-, Bergbau-, Chemie- und Lebensmittelindustrie.

Das Unternehmen hat die zweite Finanzierungsphase des Wachstums- und Internationalisierungsprogramms des Finnischen Zentrums für Entwicklung von Technologie und Innovationen, Tekes, erreicht. Das Programm zielt auf die schnelle Entwicklung der Geschäftstätigkeit junger, innovativer Firmen und ihre Expansion auf den internationalen Märkten.

Bildunterschrift 1:

Das Werk Veitsiluoto von Stora Enso (Kemi, Finnland) ist die nördlichste Papierfabrik der Welt. Das Messgerät von Numcore ist an der Dosierstelle für Ausschuss der PM5 für Magazinpapiere positioniert, wo der Mahlgrad und die Gesamtmenge von Ausschuss sowie das Verhältnis zwischen Rohpapier- und gestrichenem Ausschuss dahingehend gesteuert werden kann, dass die Eigenschaften des Rohpapiers und die Laufeigenhaften der Papiermaschine optimiert werden. Das Endziel ist die Automatisierung der Ausschuss-Dosierung mithilfe des CoreApus Systems.
© Stora Enso Oyj

Bildunterschrift 2:

Die Fabrik Savon Sellu Oy in Kuopio (Finnland) ist ein bedeutender Hersteller von Wellenpapier aus Halbzellstoff. Mithilfe des Messgerätes von Numcore misst die Fabrik den aus der Mischbütte kommenden Stoffdurchfluss mit dem Ziel, den Prozess beeinflussende Variationen in der Stoffzusammensetzung so früh zu entdecken, dass Bahnabrisse durch Änderung von Betriebsparametern minimiert werden können.
© Savon Sellu Oy

Bildunterschrift 3:

Das auf der Impedanztomografie basierende Messgerät von Numcore ist fest in den Prozess der Papierfabrik integriert. Der Lieferumfang umfasst die Sensoreinheit CoreApus, die Spannungsversorgungs- und Messeinheit sowie ein Softwarepaket für die Analyse der Messwerte.
© Numcore Ltd

Weitere Informationen:

Numcore Ltd
Jukka Hakola
VP, Verkauf und Marketing

Microkatu 1,
FIN-70211 Kuopio

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Fax: +358 17 441 2051

E-Mail: jukka.hakola@numcore.com
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