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Patent Searching and Data


Title:
DEVICE FOR CONTROLLING A DEINKED CELLULOSE PRODUCTION PLANT WITH STATE ANALYSERS CONSTITUTED OF NEURAL NETWORKS FOR THE WASTE PAPER SUSPENSION
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1995/008019
Kind Code:
A1
Abstract:
At least one measurement arrangement (ME) detects spectral and/or physical characteristic values (Omf, Mp) of a waste paper suspension (PS). The plant also has arrangements (RS1...RS8) for controlling waste paper preparation (AAA) operating means. At least one state analyser (ZA) for the waste paper suspension is designed as one (Nng) or several parallel (NN1...NN4) neuronal networks. The state analyser (ZA) derives from the characteristic values (Imf, Mp) actuating variables (ST:AB, AZ, FL, AA, AS, AT) for controlling the operation of arrangements (RS1...RS8) for regulating or controlling operating means of at least the waste paper preparation process (AAA). The ratio between white and couloured paper (AB), the ratio between magazine and newspaper paper (AZ), the mean fibre length (FL), the ash proportion (AA), the proportion of dirt (AS) and/or the proportion of sticky dirt (AT) in the waste paper suspension (PS) are particularly suitable as actuating variables.

Inventors:
FURUMOTO HERBERT (DE)
Application Number:
PCT/EP1994/002954
Publication Date:
March 23, 1995
Filing Date:
September 05, 1994
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
FURUMOTO HERBERT (DE)
International Classes:
D21C5/02; D21G9/00; (IPC1-7): D21C5/02
Other References:
DATABASE PAPERCHEM THE INSTITUTE OF PAPER SCIENCE AND TECHNOLOGY, ATLANTA, GA, US; NAITO, T.: "Overview of the Artificial Neural System and Possibility of Its Use in the Paper Industry"
BEAVERSTOCK, M. C. ET AL: "Pulp and Paper Applications of Neural Networks", PROCESS CONTROL CONF. (NASHVILLE) PROC.: 201-206 (TAPPI;MARCH 21-25, 1993). [ENGL.]
WALKER, R.: "Artificial Intelligence [Papermaking Applications]", AM. PAPERMAKER 56, NO. 3: 24-26 (MARCH 1993). [ENGL.]
PAPIER AUS OSTERREICH.: "AEG Prozessleitsystem in der Papierindustrie", PAPIER AUS OSTERREICH NO. 4: 35-36 (OCT. 1984). [GER.]
DATABASE PAPERCHEM THE INSTITUTE OF PAPER SCIENCE AND TECHNOLOGY, ATLANTA, GA, US; "Controlling the Future Pulp Mill"
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Claims:
Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Betrieb einer Anlage zur Erzeugung von deinktem Zellstoff (RP) , welche zumindest eine Altpapier aufbereitung (AAA) enthält, der eine Entwäsεerungεmaεchine oder mindeεtenε eine Papiermaεchine (PAM) nachgeschaltet ist, mit a) mindestens einer Meßeinrichtung (ME) zur Erfasεung spektraler und/oder physikalischer (IMf,Mp) Kennwerte einer Altpapiersuεpenεion (PS) , die der Altpapierauf bereitung (AAA) zugeführt wird bzw. dieεe durchläuft,.
2. b) Regel oder Steuereinrichtungen (RS1...RS8) für Be triebsmittel (DS,DC,FW1,VS,RJ1,ED,DI, IC,FW2,WS,CA,NS, RJ2,FS,MW) der Altpapieraufbereitung (AAA), und mit.
3. c) mindestens einem, in Form eines (NNg) oder mehrerer pa¬ ralleler (NN1 ...NN4) neuronaler Netze ausgeführten Zu standsanalysator (ZA) für die Altpapierεuspension (PS) , welcher mittels der Kennwerte (IMf,Mp) der mindeεtens einen Meßeinrichtung (ME) Steuergrößen (ST:AB,AZ,FL,AA, AS,AT) zur Prozeßführung an Regel oder Steuereinrich¬ tungen (RS1...RS8) von Betriebsmitteln (DS,DC,FW1,VS, RJ1,ED,DI,IC,FW2,WS,CA,NS,RJ2,FS,MW) zumindest der Alt¬ papieraufbereitung (AAA) ausgibt.
4. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei von einem gemeinεamen neuronalen Netz (NNg) oder ge trennt von mehreren parallelen neuronalen Netzen (NN1,NN2) in dem mindeεtenε einen Zustandsanalysator alε Steuergrößen (ST) für die Prozeßführung ermittelt werden a) das Verhältnis (AB) von bunten Papieren zu weißen Papieren, und/oder b) das Verhältnis (AZ) von Illuεtriertenpapier zu Zei tungεpapier in der zur Altpapierεuεpenεion (PS) verarbeiteten Menge an Altpapier (AP) .
5. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Anεprüche, wobei von einem gemeinsamen neuronalen Netz (NNg) oder ge¬ trennt von mehreren parallelen neuronalen Netzen (NN1,NN2) in dem mindeεtenε einen Zustandsanalyεator alε Steuergrößen (ST) für die Prozeßführung ermittelt werden a) die mittlere Faserlänge (FL) , und/oder b) der Ascheanteil (AA) in der Altpapiersuεpension (PS) .
6. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei von einem gemeinsamen neuronalen Netz (NNg) oder ge¬ trennt von mehreren parallelen neuronalen Netzen (NN1,NN2) in dem mindestenε einen Zustandsanalysator als Steuergrößen (ST) für die Prozeßführung ermittelt werden ein Zählwert a) für den Anteil von Schmutz (AS) , und/oder b) für den Anteil klebender Verunreinigungen (AT) in der Altpapiersuεpenεion (PS) .
7. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Anεprüche, wobei alε εpektrale Kennwerte (IMf) die bei einer Beεtrah lung mit auεgewählten Wellenlängenbereichen des sichtbaren und/oder infraroten Lichtes von der Altpapierεuspension (PS) reflektierten und/oder tranεmittierten Intenεitäten dieεer Wellenlängenbereiche erfaßt werden.
8. Vorrichtung nach Anεpruch 5, wobei für daε sichtbare Licht die zum blauen, roten und/oder grünen Lichtanteil ge¬ hörenden Wellenlängenbereiche ausgewählt werden, und die bei Bestrahlung mit Licht dieser Wellenlängenbereiche von der Altpapiersuεpenεion (PS) reflektierten und/oder trans¬ mittierten Intensitäten (WLblau, WLrot, WLgrün) als spektrale Kennwerte (IMf) gemessen werden.
9. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei bei Bestrahlung mit Licht aus dem infraroten Wellenlängenbereich die von der Altpapiersuεpension (PS) reflektierten und/oder transmit¬ tierten Intenεitäten im Nahbereich (WLIRnah) und/oder im Fernbereich (WLIRfern) alε spektrale Kennwerte (IMf) ge¬ messen werden.
10. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei als physikalische Kennwerte (Mp) die Konsistenz (K) und/oder Temperatur (T) der Altpapiersuεpenεion (PS) erfaßt werden.
11. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, mit a) Regel oder Steuereinrichtungen (RS9) für Betriebs¬ mittel (ST,Vm,T) mindeεtenε einer nachgeschalteten Papiermaschine (PAM) , an die b) der in Form eineε (NNg) oder mehrerer paralleler (NNl... NN4) neuronaler Netze ausgeführte, mindestens eine Zustandεanalyεator (ZA) Steuergrößen (ST:AB,AZ,FL, AA,AS,AT) zur Prozeßführung auεgibt.
12. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, mit mindestens einer weiteren, in der Altpapieraufbereitung (AAA) angeordneten Meßeinrichtung (ME1,ME2,ME3, ME4,ME5) zur Erfasεung εpektraler (IMf) und/oder physikalischer (Mp) Kennwerte aus der Altpapiersuεpenεion (PS) , der mindeεtens ein weiterer, in Form eines (NNg) oder mehrerer paralleler (NNl... NN4) neuronaler Netze ausgeführter Zustandεanalysator (ZAl,ZA2,ZA3,ZA4,ZA5) nachgeschaltet ist, welcher die Steuergrößen (ST:AB,AZ,FL,AA,AS,AT) zur Prozeßführung an die Regel oder Steuereinrichtungen (...RS9) nachfolgender Betriebsmittel (...VS, RJ1,ED,DI,IC,FW2,WS,CA,NS,RJ2,FS,MW) zumindest in der Alt papieraufbereitung (AAA) ausgibt. Vorrichtung zum Betrieb einer Anlage zur Erzeugung von deinktem Zellstoff mit in Form von neuronalen Netzen aufge¬ bauten Zustandεanalysatoren für die Altpapiersuspension.
13. Mindestenε eine Meßeinrichtung (ME) erfaßt εpektrale und/oder physikalische Kennwerte (IMf,Mp) einer Altpapier¬ suspension (PS) . Ferner sind Regel oder Steuereinrich¬ tungen (RS1...RS8) für Betriebsmittel einer Altpapieraufbe reitung (AAA) in der Anlage vorhanden. Erfindungsgemäß iεt mindestens ein, in Form eines (NNg) oder mehrerer paralle¬ ler (NN1...NN4) neuronaler Netze ausgeführter Zuεtandεana lyεator (ZA) für die Altpapiersuspension (PS) vorhanden. Dieser bildet aus den Kennwerten (IMf,Mp) Steuergrößen (ST:AB,AZ,FL,AA,AS,AT) zur Prozeßführung der Regel oder Steuereinrichtungen (RS1...RS8) von Betriebεmitteln zumin¬ dest der Altpapieraufbereitung (AAA) . Als Steuergrößen sind bevorzugt daε Verhältniε von weißen zu bunten Papieren (AB) , das Verhältnis von Illustrierten zu Zeitungspapier (AZ) , die mittlere Faserlänge (FL) , der Ascheanteil (AA) , der Anteil an Schmutz (AS) und/oder der Anteil klebender Verunreinigungen (AT) in der Altpapiersuspension (PS) ge¬ eignet. FIG 1.
Description:
Vorrichtung zum Betrieb einer Anlage zur Erzeugung von de- inktem Zellstoff mit in Form von neuronalen Netzen aufge¬ bauten Zustandsanalysatoren für die Altpapiersuspension

Bei der Herstellung von deinktem Zellstoff unter Verwendung eines möglichst großen Anteiles von Altpapier besteht ein Problem darin, daß die Qualität des in eine Vorrichtung zur Altpapieraufbereitung in der Anlage zur Erzeugung von de- inktem Zellstoff, d.h. von zur Erzeugung von Recyclingpapier vorgesehenen Zellstoff, eingebrachten Altpapieres stark schwankt. Abhängig von der jeweiligen Mischung des Altpapie¬ res können darin stark veränderliche Anteile z.B. an bunten Illustriertenpapieren, grauen Zeitungspapieren, weißen Pa- pieren, verschmutzten Papieren, Altbüchern z.B. mit Klebe¬ rücken, wie z.B. Telefonbüchern, Kartonagen, Verpackungen, beschichteten Papieren, Verschmutzungen aller Art und vieles mehr enthalten sein. Zumindest die Betriebsmittel der Vorrichtung zur Altpapieraufbereitung müssen somit abhängig vom Zustand einer jeweils eingebrachten Charge an Altpapie¬ ren geeignet geregelt oder gesteuert werden, um eine zur Herstellung von deinktem Zellstoff geeignete Altpapiersus- pension mit annähernd konstanten Qualitätskennwerten zu er¬ halten.

Für die Prozessführung der Altpapieraufbereitung, welche sich am Anfang der Anlage zur Erzeugung von deinktem Zell¬ stoff befindet, ist es u.a. wesentlich, die Zugabe von Dein- king- und gegebenenfalls von Dispergierchemikalien abhängig vom aktuellen Zustand des zugeführten Altpapieres möglichst genau zu dosieren. Ferner sollten auch die zur Homogenisie¬ rung und Sortierung der Zellulosefasern in der Suspension dienenden Betriebsmittel der Altpapieraufbereitungsanlage optimal gesteuert bzw. geregelt werden. Voraussetzung für eine exakte Prozeßführung der Altpapieraufbereitungsanlage ist aber eine möglichst genaue und schnelle meßtechnische Erfassung von ausgewählten Kennwerten der durch Auflösung

von Altpapier unterschiedlichster Qualität und Art gewonne¬ nen Altpapiersuspension am Eingang der Altpapieraufberei¬ tungsanlage.

Bislang wurde der Zustand der Altpapiersuspension allein durch die Messung von physikalischen Kennwerten erfaßt. Die¬ se Größen haben aber den Nachteil, daß damit der Zustand der Altpapiersuspension im Hinblick auf die möglichen, der Auf¬ bereitungsanlage zugeführten Altpapiersorten und deren Qua- litätsmerkmalen nur ungenau wiedergegeben werden kann. Eine Steuerung von Betriebsmitteln der Altpapieraufbereitungsan¬ lage mit Hilfe dieser Größen ist somit nur ungenau möglich.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Betriebsvorrichtung anzugeben, welche eine möglichst opti¬ male Prozeßführung einer Anlage zur Erzeugung von deinktem Zellstoff ermöglicht.

Die Aufgabe wird gelöst mit der im Anspruch 1 angegebenen Vorrichtung. Vorteilhafte weitere Ausführungsformen der Er¬ findung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung enthält mindestens eine Meßeinrichtung zur Erfassung spektraler und/oder physikali- scher Kennwerte einer der Altpapieraufbereitung zugeführten Altpapiersuspension. Ferner sind für die Beeinflussung zu¬ mindest von Betriebsmitteln der Altpapieraufbereitungsanlage ausgewählte Regel- oder Steuereinrichtungen vorhanden.

Erfindungsgemäß ist mindestens ein Zustandsanalysator vor¬ handen, welcher in Form eines einzigen oder mehrerer paral¬ leler neuronaler Netze ausgeführt ist. Diesem werden die von der Meßeinrichtung erfaßten Kennwerte der Altpapiersuspen¬ sion als Eingangsgrößen zugeführt. Der mindestens eine Zu- standsanalysator ermittelt daraus Steuergrößen, die zumin¬ dest zur Prozeßführung an Regel- oder Steuereinrichtungen für Betriebsmittel der Altpapieraufbereitungsanlage, und ge-

gebenenfallε zusätzlich an Regel- oder Steuereinrichtungen einer sich anschließenden Entwässerungsmaschine zur Her¬ stellung von deinktem Zellstoff oder an Regel- oder Steuer¬ einrichtungen von mindestens einer sich anschließende Pa- piermaschine in einer Anlage zur Erzeugung von Recyclingpa¬ pier, welche den deinkten Zellstoff verarbeitet, ausgegeben werden.

Zum Aufbau des Zustandsanalysators können bekannte, z.B. als Softwarebausteine für Prozeßrechenanlagen erhältliche neuro¬ nale Netze eingesetzt werden. Die Einstellung des neuronalen Netzes erfolgt in bekannter Weise durch sogenanntes "trai¬ nieren" unter Zuhilfenahme einer möglichst großen Anzahl von Meßwerten, welche durch manuelle Laboranalyse der Altpapier- Suspension gewonnen werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung werden von dem mindestens einen Zustandsanalysator als Steuergrößen er¬ mittelt entweder das Verhältnis von bunten Papieren zu weißen Papieren und/oder das Verhältnis von Illustrierten¬ papieren zu Zeitungspapieren in der zur Altpapiersuεpension verarbeiteten Menge an Altpapier. Es hat sich gezeigt, daß diese Verhältnisse besonders geeignet sind für die Beschrei¬ bung des aktuellen Zustandes der Altpapiersuspenεion, und werden erfindungsgemäß alternativ oder auch gemeinsam als bevorzugte Steuergrößen für die Prozeßführung eingesetzt. Sie werden u.a. verwendet für die Prozeßführung von Vorrich¬ tungen zur Zudosierung von sogenannten Deinkingchemikalien in die Altpapiersuspension. Hiermit werden Druckfarben her- ausgelöst, welche über das Altpapier in die Altpapiersuspen¬ sion eingeschleust wurden und bei Recyclingpapier zu einem unzulässig starken Grauschleier führen würden. Diese können anschließend ausgewaschen werden.

Bei einer weiteren Ausführungεform der Erfindung werden von dem gemeinsamen neuronalen Netz bzw. von den mehreren paral¬ lelen neuronalen Netzen im Zustandsanalysator Werte für die

mittlere Faserlänge und/oder den Ascheanteil in der Altpa¬ piersuspension zur Verfügung gestellt. Diese können als wei¬ tere Steuergrößen insbesondere für die Führung der zur Fa¬ sersortierung und der zur Aussonderung von unbrauchbaren Ab- fallbestandteilen aus der Altpapiersuspenεion dienenden Be- triebεmitteln der Aufbereitunganlage dienen.

Bei einer weiteren Auεführung der Erfindung können von dem gemeinεa en bzw. den mehreren parallelen neuronalen Netzen zuεätzlich Zählwerte für den Anteil an Schmutz und/oder für den Anteil an klebenden Verunreinigungen in der Altpapier¬ suspension bereitgestellt werden. Auch diese können als Steuergrößen vorteilhaft u.a. für die zur Homogenisierung der Zellstoffaεern in der Altpapierεuspenεion und für die zur Zudosierung von Dispergierchemikalien dienenden Be¬ triebsmittel der Aufbereitungsanlage eingesetzt werden.

Vorteilhaft werden als spektrale Kennwerte die bei einer Be¬ strahlung mit auεgewählten Wellenlängenbereichen deε sicht- baren und/oder infraroten Lichtes von der Altpapiersuspen¬ εion reflektierten und/oder transmittierten Intensitäten dieser Wellenlängenbereiche erfaßt, und dem mindestens einen Zustandεanalyεator als Eingangsgrößen zugeführt. Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden für das sicht- bare Licht Wellenlängenbereiche ausgewählt, welche zum blauen, roten und/oder grünen Lichtanteil gehören, und es werden die bei Bestrahlung mit Licht aus diesen Wellenlän¬ genbereichen von der Altpapiersuspension reflektierten und/oder transmittierten Intensitäten als spektrale Kennwer- te gemessen. Vorteilhaft können zusätzlich bei einer Be¬ strahlung mit Licht aus dem infraroten Wellenlängenbereich auch die von der Altpapiersuspension reflektierten und/oder transmittierten Intensitäten im Nahbereich und/oder im Fern¬ bereich als spektrale Kennwerte meßtechnisch erfaßt werden.

Für diese Art der Messung wird der Strom der Altpapiersus¬ pension mit ausgewählten Wellenlängen des sichtbaren und ge-

gebenenfalls zuεätzlich des infraroten Lichtes im sogenann¬ ten Auflicht- bzw. Durchlichtverfahren beleuchtet. Hierzu eignen sich z.B. sogenannte " Weißemeßgeräte ". Diese sind mit Leuchtdioden ausgerüstet, welche Licht mit unterschied- liehen Wellenlängen emittieren. Dabei können Leuchtdioden für sichtbares Licht im blauen, roten und grünen Wellenlän¬ genbereich, und Leuchtdioden für unsichtbares Licht im in¬ fraroten Wellenlängenbereich vorhanden sein. Die nach Re- flektion am Stoffström der Altpapiersuspension bzw. nach Durchtritt durch den Stoffstrom auftretenden Intensitäten dieser charakteristischen Spektralfarben können z.B. mit Hilfe eines Fotospektrometers als Kennwerte erfaßt werden. Vorteilhaft können zusätzlich als physikalische Kennwerte bevorzugt die Konsistenz und/oder die Temperatur der Alt- papiersuspension gemesεen und dem mindestenε einen Zu¬ standsanalysator als Eingangsgrößen zugeführt werden.

Die von dem mindestens einen neuronalen Netz im Zustands¬ analysator gebildeten Steuergrößen können einzeln, gruppen- weise oder vollständig auch für die Prozeßführung von Be¬ triebsmitteln der mindestens einen Papiermaschine in einer sich anschließenden Recyclingpapieranlage herangezogen wer¬ den. Sie werden hierzu an entsprechende Regel- oder Steuer¬ einrichtungen der Papiermaschine ausgegeben.

Gemäß einer weiteren Ausführung der Erfindung kann mindes¬ tens eine zusätzliche Meßeinrichtung zur Erfassung spektra¬ ler und/oder phyεikaliεcher Kennwerte der Altpapiersuspen- sion im Inneren der Altpapieraufbereitungsanlage angeordnet sein. Dieser ist mindestens ein weiterer, erfindungsgemäß wiederum in Form eines oder mehreren paralleler neuronaler Netze ausgeführter Zustandanalyεator nachgeεchaltet. Die hiervon bereitgeεtellten Steuergrößen werden zur Prozeßfüh¬ rung an Regel- oder Steuereinrichtungen auεgegeben, welche zu Betriebsmitteln der Altpapieraufbereitungsanlage bzw. der Papiermaschine gehören, die der zusätzlichen Meßeinrichtung

und dem weiteren Zustandsanalysator in der Richtung des Pro¬ zeßablaufes nachgeordnet sind.

Diese zusätzliche Meßeinrichtung wertet somit eine Altpa- piersuspension aus, welche bereits eine oder mehrere vor¬ gelagerte Betriebsmittel der Altpapieraufbereitungsanlage durchlaufen hat. Die Altpapiersuspension hat somit bereits einige "Reinigungen" erfahren, so daß sich deren Qualität dem zur Erzeugung von deinktem Zellstoff notwendigen Zustand angenähert hat. Die Prozeßführung nachfolgender Betriebs¬ mittel kann mit Hilfe derart aktualisierter spektraler und/oder physikalischer Kennwerte und der daraus von dem mindestens einen Zustandanalysator abgeleiteten Steuergrößen wesentlich genauer erfolgen, als wenn lediglich Kennwerte der Altpapiersuspension im Ausgangszustand am Eingang der Altpapieraufbereitung mit einer einzigen Meßeinrichtung und einem folgenden Zustandsanalsyεator erfaßt werden.

Die Erfindung wird an Hand der in den nachfolgend kurz ange- führten Figuren enthaltenen Ausführungsbeispielen näher er¬ läutert. Dabei zeigt

Fig.l : ein Beispiel für einen in Form eines Gesamt- Neuronalen Netzes aufgebauten Zustandεana- lysator für die Altpapiersuspension,

Fig.2a - 2d : ein weiteres Beispiel für einen in Form von vier Teil-Neuronalen Netzen aufgebauten Zu¬ standsanalysator für die Altpapiersuspension, und Fig.3 und 4 : ein Blockschaltbild für eine beiεpielhafte

Anlage zur Erzeugung von Recyclingpapier mit Darstellung einzelner Betriebsmittel und de¬ ren Steuerung durch Signale von Zustandsana- lyεatoren.

FIG 1 zeigt das Beispiel eines Zustandsanalysatorε für die Altpapierεuεpension, welcher in Form eines einzigen, gesamt-

neuronalen Netzeε NNg aufgebaut ist. Diesem werden beiεpiel- haft die von mindeεtens einer Meßeinrichtung erfaßten spek¬ tralen Kennwerte IMf und die physikaliεchen Kennwerte Mp alε Eingangεgrößen zugeführt. Bei dem in FIG 1 dargestellten Beispiel sind alε εpektrale Kennwerte IMf die bei einer Be¬ strahlung der Altpapiersuspension mit ausgewählten Wellen¬ längenbereichen des sichtbaren und des infraroten Lichtes auftretenden Intensitäten vorgesehen. So werden als Kenn¬ werte beispielhaft die Intensität WL-blau im Wellenlängen- bereich für blaues sichtbareε Licht, die Intenεität WL-rot im Wellenlängenbereich für roteε εichtbareε Licht und die Intenεität WL-grün für sichtbares Licht aus dem grünen Wellenlängenbereich dem neuronalen Netz NNg zugeführt. Wei¬ tere εpektrale Kennwerte sind die Intensität WL-IRnah für nicht sichtbares Infrarotlicht im Nahbereich und die Inten¬ sität WL-IRfern für nicht sichtbares Infrarotlicht im Fern¬ bereich. Als physikalische Kennwerte Mp werden dem neurona¬ len Netz NNg die Konsiεtenz K und die Temperatur T der Alt¬ papiersuspension zugeführt.

Erfindungsgemäß ermittelt das neuronale Netz NNg im Zustand¬ sanalysator aus diesen Eingangsgrößen Steuergrößen, welche zur Prozeßführung an die Regel- oder Steuereinrichtungen von Betriebsmitteln der Altpapieraufbereitungsanlage und gegebe- nenfallε einer Papiermaschine in einer Recyclingpapieranlage auεgegeben werden. Bei dem in FIG 1 dargeεtellten Beiεpiel εtellt das Gesamt-neuronale Netz NNg an den Ausgangsneuronen bevorzugt die folgenden Steuergrößen ST zur Verfügung:

AB: Verhältniε von bunten Papieren zu weißen Papieren in der eingebrachten Altpapiermenge, AZ: Verhältnis von Illustriertenpapieren zu Zeitungs¬ papieren in der eingebrachten Altpapiermenge, FL: mittlere Länge der Zellstoffasern in der Altpapier- Suspension( z.B. in Mikrometer ) ,

AA: Anteil an Asche (z.B. Kaolin, Farbpigmente und der¬ gleichen) in der Altpapiersuspension (in Prozent),

AS: Dichte von Schmutzpunkten in der Altpapiersuεpenεion bzw. Zählwert von Schmutz bzw. Schmutzpunkten z.B. pro Quadratmeter Recyclingpapier, und

AT: Anteil an klebenden Verunreinigungen in der Altpapier- εuεpension ( sog. "Stickies", d.h. thermoplastische

Bestandteile, welche z.B. von Beschichtungen und Buch¬ einbindungen herrühren) .

Bei anderen Ausführungεformen der Erfindung können die Größen AB und AZ, d.h. die Verhältnisεe von bunten Papieren zu weißen Papieren und Illustriertenpapieren zu Zeitungs¬ papieren in der eingebrachten Altpapiermenge auch getrennt von mehreren neuronalen Netzen zur Verfügung gestellt wer¬ den. So ist in den FIG 2a - 2d daε Beiεpiel eines Zustands- analysators dargestellt, welcher auε vier parallelen neuro¬ nalen Netzen NN1...NN4 beεteht. Allen Netzen werden die be¬ reits am Beispiel der FIG 1 beschriebenen εpektralen Kenn¬ werte IMf an den Eingangεneuronen zugeführt. Von den physi- kaliεchen Kennwerten Mp werden allen Teil-neuronalen Netzen NN1...NN4 die Konεiεtenz K zugeführt, dagegen die Temperatur T der Altpapiersuspenεion zusätzlich nur dem Teil-neuronalen Netz NN4.

Die in den FIG 2a bzw. 2b dargestellten Teilnetze NN1 bzw. NN2 des Zustandεanalysators bilden das Verhältnis AB von bunten zu weißen Papieren bzw. das Verhältnis AZ von Illu¬ strierten- zu Zeitungspapieren in der zur Altpapiersuspen¬ sion verarbeiteten Menge an Altpapier. Beide Größen dienen alε Steuergrößen zur Prozeßführung für die Regel- oder Steuereinrichtungen der Betriebεmittel der Anlage zur Her¬ stellung von deinktem Zellstoff. Das dritte Teil-neuronale Netz NN3 des Zustandεanalysators in FIG 2c ist so ausgelegt, daß die Werte der mittleren Faserlänge FL und deε Aschean¬ teiles AA in der Altpapiersuεpenεion alε Steuergrößen für die Prozeßführung auεgegeben werden. Schließlich ermittelt das vierte Teil-neuronale Netz NN4 in FIG 2d aus den oben¬ genannten Eingangsgrößen einen Zählwert AS für den Anteil an

Schmutz bzw. Schmutzpunkten und einen Zählwert AT für den Anteil an klebenden Verunreinigungen in der Altpapiersus¬ pension. Die Teilnetze NN3 und NN4 sind somit vorteilhaft so ausgelegt, daß jeweils ein Paar von zueinandergehörigen Steuergrößen FL, AA bzw. AS, AT gebildet wird. Hierdurch wird auch das εogenannte Trainien der neuronalen Netze NN3, NN4 mit Hilfe von laboranalytisch gewonnenen Meßwerten er¬ leichtert. So ist z.B. bei einer Bestimmung des Zählwerteε AS für den Schmutz mit Hilfe einer Laboranalyεe der ver- wandte Zählwert AT für den Anteil klebender Verunreinigungen auf leichte Weiεe mitbeεtimmbar.

Demgegenüber bilden die Teil-neuronalen Netze NNl bzw. NN2 bevorzugt jeweilε nur eine einzige Steuergröße AB bzw. AZ. Dieεe Werte können εomit unabhängig voneinander εehr genau beεtimmt werden. Dieε ist vorteilhaft, da es sich bei den Verhältniswerten AB, AZ um wichtigt HauptSteuergrößen für die Prozeßführung der Recyclinganlage handelt, welche häufig nicht gleichzeitig sondern nur alternativ eingesetzt werden. Durch die getrennte Bestimmung der Verhältniswerte mit Hilfe jeweils eineε eigenen Teilnetzes besteht z.B. die Möglich¬ keit, im Einzelfall den jeweils plauεibler erscheinenden Meßwert zur Prozeßführung einzusetzen.

In den zusammengehörigen FIG 3 und 4 ist blockschaltbildmä¬ ßig eine Beispiel dargestellt für eine aus einer vorgelager¬ ten Altpapieraufbereitung AAA und einer nachgeschalteten, den gebildeten deinkten Zellstoff unmittelbar verarbeitenden Papiermaschine PAM bestehenden Gesamtanlage zur Erzeugung von Recyclingpapier RP.

Am Eingang der Anlage befindet sich ein Auflöser AU, in den eingetrageneε Altpapier AP mit Hilfe eineε Rührwerkeε Rl und entεprechender Frischwasserzugabe in eine Altpapiersuspen- sion PS umgewandelt wird. Diese wird einem ersten Betriebs¬ mittel der Aufbereitungsanlage zugeführt, welches in Form eines Defibrators DS mit Rührwerk R2 eine erste Homogeni-

εierung der Faεern in der Altpapierεuspension bewirkt. Fer¬ ner können Dispergierchemikalien DC in den Defibrator oder in den Stoffstrom zugegeben werden, um die Auflösung von Faserklumpen zu beschleunigen.

Die derart behandelte Altpapiersuspenεion PS wird gegebenen¬ falls unter Zugabe von weiterem Frischwasser FW1 einem Vor¬ sortierer VS als ein weiteres Betriebsmittel der Anlage zu¬ geführt. Über ein Sieb Sl werden unbrauchbare Bestandteile der Altpapiersuspension in Form eines sogenannten Rejecteε RJ1 abgeεondert, während brauchbare Faserbestandteile das Sieb Sl passieren und zu weiteren Betriebsmitteln der Anlage gelangen.

Bei dem in FIG 3 dargestellten Beispiel wird die vorsor¬ tierte Altpapiersuεpension PS zum Zwecke der Konsistenzein¬ stellung einem Eindicker ED zugeführt. Bei der Eindickung anfallendes Überschußwaεεer WA wird abgeleitet. Eε εchließt sich als ein wichtiges Betriebεmittel der Altpapieraufberei- tung eine sogenannter Deinker DI an. Diesem werden zur che¬ mischen Neutralisierung von Farbstoffen in der Altpapierεus¬ pension Deinkingchemikalien IC zugegeben. Die derart aufbe¬ reitete Suspension PS wird daraufhin einem Wäscher WS alε weiteres Betriebsmittel der Anlage zugeführt. Dieser iεt auf der linken Seite der εich anschließenden FIG 4 dargestellt. Der Wäεcher weiεt eine Frischwasserzuführung FW2 und eine Abwasser- bzw. Chemikalienabführung CA auf. Als ein weiteres Betriebsmittel kann sich ein Nachsortierer NS anschließen. In diesem werden mit Hilfe eines rotierenden Zylinderε oder einer nicht dargestellten Batterie von Zyklonen Z weitere unbrauchbare Bestandteile der Altpapiersuspension PS abge¬ trennt und als Abfall RJ2 abgeführt.

Die Altpapiersuspension ist an dieεer Stelle der Anlage AAA bereitε hochgradig aufbereitet. Alε eines der letzten Be¬ triebsmittel folgt im Beiεpiel der FIG 4 ein Fasersortier FS. In diesem wird mit Hilfe eines Siebes S2 eine Trennung

der Altpapierεuεpenεion PS in zwei Stoffεtröme bewirkt. Der eine Strom KF enthält im wesentlichen kurze Zellstoffasern, welche unmittelbar zur Herstellung von Recyclingpapier ge¬ eignet sind. Der zweite Stoffεtrom LF weist im wesentlichen lange Zellstoffasern auf, die zur Zerkleinerung einem Mahl¬ werk MW zugeführt werden. Anschließend werden die Stoffεtrö¬ me wieder zusammengefaßt. Die Altpapiersuspenεion PS hat an diesem Ende D der Altpapieraufbereitung AAA eine derartige Qualität erlangt, daß hieraus mittelε einer nicht darge- stellten Entwäsεerungsmaschine deinkter Zellstoff herge¬ stellt werden kann. Im dargestellten Beispiel wird die Alt¬ papiersuspension AP unmittelbar einer anschließenden Papier¬ maschine PAM zur Herstellung von Recyclingpapier RP zuge¬ führt. Gegebenenfalls wird vorher ein geringer Anteil Frischzellstoff FZ zugegeben.

In der unteren Hälfte des Blockschaltbildes von FIG 3 und 4 sind beispielhafte Regel- oder Steuereinrichtungen RS1...RS9 zur Prozeßführung von Betriebsmitteln der Altpapieraufbe- reitung AAA, und beispielhafte Regel- oder Steuereinrich¬ tungen zur Prozeßführung der εich anεchließenden Papierma- εchine PAM dargeεtellt. Eine mögliche Auεführungεform für die Bildung von Steuergrößen durch mindestens einen Zu- εtandεanalyεator ZA und deren mögliche Zuordnungen zu den Regel- oder Steuereinrichtungen der einzelnen Betriebεmittel werden deε weiteren an Hand der Fig 3,4 näher erläutert.

So befindet εich am linken Rand deε Blockschaltbildes der FIG 3 eine Meßeinrichtung ME, welche spektrale Kennwerte IMf und physikaliεche Kennwerte Mp der in dem Auflöεer AU gebil¬ deten Altpapierεuspension PS erfaßt. Die Kennwerte werden einem bevorzugt gemäß dem Ausführungsbeiεpiel von FIG 1 in Form eines einzigen Gesamt-neuronalen Netzes NNg ausgeführ¬ ten Zustandsanalysator ZA als Eingangεgrößen zugeführt. Die- ser bildet hieraus einen Satz von Steuergrößen ST, der be¬ vorzugt die oben bereits erläuterten Werte AB, AZ, FL, AA, AS und AT umfaßt. Der Zustandanlaysator ZA kann auch in Form

von mehreren parallelen Teil-neuronalen Netzen z.B. gemäß dem in den FIG 2a-2d dargestellten Beispiel ausgeführt sein.

Die Steuergrößen ST werden den einzelnen Regel- oder Steuer- einrichtungen RS1...RS8,RS9 einzeln oder in ausgewählten Teilgruppen zum Zwecke der Prozeßführung der angeschloεsenen Betriebsmittel zugeführt. So kann alε Steuergröße für die Regel- oder Steuereinrichtung RS1, welche den als Betriebs¬ mittel dienenden Rotor R2 im Defibrator DS ansteuert, be- vorzugt der Wert der mittleren Faserlänge FL oder daε Ver- hältniε AB von bunten zu weißen Papieren oder daε Verhältniε AZ von Illustrierten- zu Zeitungspapieren dienen.

Die weitere Regel- oder Steuereinrichtung RS2 beeinflußt dasjenige Betriebsmittel der Altpapieraufbereitungεanlage AAA, welches Dispergierchemikalen DC in den Defibrator DS oder in die Stoffströme zudosiert. Als Steuergrößen ST für RS2 ist bevorzugt das Wertepaar aus der mittleren Faserlänge FL und dem Anteil AT klebender Verunreinigungen der Altpapiersuspension geeignet.

Die sich im Blockschaltbild der FIG 3 anεchließende Regel¬ oder Steuereinrichtung RS3 beeinflußt zum einen die Konsi- tenz der Altpapiersuspenεion PS durch Steuerung der Frisch- wasserzuführung FWl, und zum anderen das Sieb Sl im an¬ schließenden Vorsortierer VS. Als Steuergrößen ST für RS3 eignet sich bevorzugt die aus dem Ascheanteil AA, dem Anteil AS an Schmutz und dem Anteil AT an klebenden Verunreini¬ gungen in der Altpapierεuεpenεion beεtehende Wertegruppe. Alternativ dazu kann aber auch entweder das Verhältnis AB von bunten zu weißen Papieren oder das Verhältnis AZ von Illustrierten- zu Zeitungspapier in der Altpapiersuspension als Steuergröße für RS3 dienen.

Im Blockεchaltbild der FIG 3 εchließt sich die Regel- oder Steuereinrichtung RS4 an, welche den Eindicker ED und die zur Zugabe von Deinkingchemikalien IC in den Deinker DI

dienenden Mittel beeinflußt. Aus Steuergröße ist das Ver¬ hältnis AB von bunten zu weißen Papieren oder das Verhältnis AZ von Illustrierten- zu Zeitungspapier in der Altpapiersus¬ penεion beεonders geeignet. Alternativ dazu können auch Gruppen von Steuergrößen zur Prozeßführung dienen. So kann RS4 auch das Wertepaar aus dem Verhältnis AB von bunten zu weißen Papieren und dem Anteil AT an klebenden Verunreini¬ gungen bzw. das Wertepaar aus dem Verhältnis AZ von Illu¬ strierten- zu Zeitungspapier und dem Anteil AS an Schmutz in der Altpapierεuεpension als Steuergrößen zugeführt werden. Schließlich eignet sich auch die aus dem Verhältniε AB von bunten zu weißen Papieren, dem Verhältniε AZ von Illustrier¬ ten- zu Zeitungspapieren und dem Anteil AS an Schmutz be¬ stehende Gruppe von Steuergrößen zur Prozeßführung von RS4.

Es εchließt εich auf der linken Seite von FIG 4 die Regel¬ oder Steuereinrichtung RS5 an, welche eine Frischwaεεerzu- führung FW2 und eine Chemikalienabführung CA am Wäεcher WS für die Altpapierεuεpenεion PS beeinflußt. Alε Steuergröße für RS5 iεt besonders geeignet das Verhältnis AB zu bunten zu weißen Papieren, oder das Verhältnis AZ von Illustrier¬ ten- zu Zeitungεpapieren, oder der Anteil AS an Schmutz, oder Anteil AT an klebenden Verunreinigungen in der Altpa¬ pierεuεpenεion. Alternativ kann auch die auε dem Anteil AS an Schmutz und dem Anteil AT an klebenden Verunreinigungen dienende Gruppe von Steuergrößen zur Prozeßführung von RS5 herangezogen werden.

Im Blockεchaltbild der FIG 3,4 εchließt εich nun die Regel- oder Steuereinrichtung RS6 an, welche die Drehzahl eineε Fliehkraftεortierers Z in der Nachsortiervorrichtung NS und die Abführung von Abfall RJ2 aus dieser beeinflußt. Die aus dem Ascheanteil AA, dem Anteil AS an Schmutz und dem Anteil AT an klebenden Verunreinigungen der Altpapiersuεpenεion bestehende Gruppe an Steuergrößen iεt beεonderε geeignet. Alternativ dazu kann auch die auε dem Verhältnis AB von bun¬ ten zu weißen Papieren, dem Anteil AS an Schmutz und dem

Anteil AT an klebenden Verunreinigungen bestehende Gruppe von Steuergrößen ST zur Prozeßführung von RS6 dienen. In dieser Gruppe kann an Stelle von AP auch das Verhältnis AZ von Illustrierten- zu Zeitungspapier verwendet werden.

Die anschließende Regel- oder Steuereinrichtung RS7 beein¬ flußt die Wirkung des Siebes S2 im Fasersortierer FS bevor¬ zugt durch Einstellung einer Druckdifferenz. Als Steuer¬ größen für RS7 ist der Wert der mittleren Faserlänge FL oder das Verhältnis AB von bunten zu weißen Papieren oder das Verhältnis AZ von Illustrierten- zu Zeitungspapieren geeig¬ net.

Das als letztes Betriebsmittel der Altpapieraufbereitungs- anläge AAA dienende Mahlwerk MW für die Langfaεersuspension LF wird von der Regel- oder Steuereinrichtung RS8 beein¬ flußt. Alε Steuergröße für RS8 eignet εich beεonders der Wert FL der mittleren Faserlänge in der Altpapierεuspension PS.

Im Beispiel der FIG 4 schließt sich eine weitere Regel- oder Steuereinrichtung RS9 an, welche ausgewählte Betriebsmittel in der Papiermaschine PAM mit Hilfe von Steuergrößen ST be¬ einflußt, die vom Zustandsanalyεator ZA mit dem neuronalen Netzes NNg aus der Altpapiersuspenεion PS abgeleitet εind.

Ober RS9 kann gesteuert werden z.B. das Verhältnis SB von Sieb- zu Strahlgeεchwindigkeit, d.h. der Grad deε Auftrages von Suspension auf das Sieb der Papiermaschine. Desweiteren kann die Geschwindigkeit Vm der Papiermaschine PAM und damit die Produktionsgeεchwindigkeit für Recyclingpapier RP beein¬ flußt werden. Alε weitere Prozeßgröße in der Papiermaschine kann die Papiertrocknung durch Führung der Heiztemperatur T der Trockenzylinder gesteuert werden. Hierzu werden der Regel- oder Steuereinrichtung RS9 wiederum Steuergrößen ST einzeln oder in Gruppen zugeführt. Besonders geeignet sind das Verhältnis AB von bunten zu weißen Papieren, oder das

Verhältniε AZ von Illustrierten- zu Zeitungspapieren, oder der Anteil AA an Asche in der Altpapiersuεpenεion, oder die auε der mittleren Faεerlänge FL und dem Anteil AT an kleben¬ den Verunreinigungen beεtehende Gruppe an Steuergrößen ST.

Bei einer weiteren Auεführungεform der Erfindung εind weite¬ re Meßeinrichtungen im Inneren der Altpapieraufbereitungsan¬ lage AAA angeordnet. So sind im Blockεchaltbild der FIG 3,4 weitere Meßeinrichtungen ME1 im Anεchluß an den Defibrator DS, ME2 im Anεchluß an den Vorεortierer VS, ME3 im Anschluß an den Deinker DI, ME4 im Anschluß an den Wäεcher WS und ME5 im Anεchluß an den Nachsortierer NS beispielhaft darge¬ stellt. Alle Meßeinrichtungen bilden möglichst die gleiche Gruppe an spektralen und physikalischen Kennwerten IMf, Mp aus der Altpapiersuspension PS. Da die Meßeinrichtung ME1...ME5 an unterschiedlichen Stellen in der Altpapierauf¬ bereitungsanlage angeordnet sind, εind die hiermit erfaßten Kennwerte aufgrund der zunehmenden Reinheit der Altpapier¬ εuεpenεion PS abweichend.

Vorteilhaft werden die auf dieεe Art erfaßten Kennwerte zur Bildung von Steuergrößen herangezogen, mit denen die im Pro¬ zeßablauf nachfolgenden Betriebεmittel zumindeεt in der Alt- papieraufbereitung beeinflußt werden. So werden die von der Meßeinrichtung ME1 erfaßten Kennwerte IMf,Mp einem weiteren, wiederum in Form von mindestens einem neuronalen Netz auf¬ gebauten Zustandsanalysator ZAl zugeführt. Dieser bildet hieraus wiederum Steuergrößen ST mit den Werten AB, AZ, FL, AA, AS ,AT. Da diese Werte den tatsächlichen Zustand der Altpapiersuspension PS am Ausgang des Defibratorε DS genauer abbilden, werden dieεe vorteilhaft alε Steuergrößen zur Prozeßführung an nachfolgende Steuer- und Regeleinrichtungen weitergegeben, im Beispiel der FIG 3,4 an die Regel- und Steuereinrichtungen RS3...RS9.

In der gleichen Weise können die von möglicherweise vorhan¬ denen weiteren Meßeinrichtungen ME2...ME5 erfaßten spektra-

len und phyεikaliεchen Kennwerte IMf, Mp weiteren, wiederum in Form von neuronalen Netzen aufgebauten Zustandanalysato- ren ZA2...ZA5 zugeführt werden. Jeder von diesen stellt ei¬ nen eigenen Satz an Steuergrößen ST zur Verfügung, welcher zur Prozeßführung an die Regel- oder Steuereinrichtungen RS4...RS9 nachfolgender Betriebεmittel in der Altpapierauf- bereitung AAA und gegebenenfallε einer Papiermaεchine PAM in einer Recyclingpapieranlage weitergegeben wird.