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Title:
SYSTEM AND METHOD FOR SAMPLING FIBRES CONTINUOUSLY
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/119164
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a system and method for sampling fibres continuously in the production of MDF panels, with less reaction time to make changes to the type of wood feed or in the defibration stage, keeping fibre quality constant at minimum cost. The system comprises: a fibre-extracting belt (22) located in the path of fibre falling from a fibre dryer (21); a fibre receiver (23) that receives the fibre from the extractor belt; a forming and pressing belt (24); a measuring device (25) for measuring fibre size optically; and a duct (26) that returns the fibre to the drying conveyor. According to the invention, a small mat of fibre is formed, which is made uniform using the forming and pressing belt (24), to measure the size of the fibre sample, and the fibre is returned to the MDF production process.

Inventors:
BORNHARDT BRACHMANN, Klaus Erwin (San Pedro 640, casa 5Comuna de San Pedro de la Pa, Concepción 02, 4130002, CL)
Application Number:
CL2017/050078
Publication Date:
June 27, 2019
Filing Date:
December 20, 2017
Export Citation:
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Assignee:
INVESTIGACIONES FORESTALES BIOFOREST S.A. (Camino a Coronel, Kilómetro 15Comuna de Coronel, Concepción 00, 4190000, CL)
International Classes:
G01N33/00; B27N3/06; D01G23/00; D01G23/04; G01N33/46
Attorney, Agent or Firm:
SARGENT (Avda. Andrés Bello 2711, Las CondesSantiago, 00, 7550000, CL)
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Claims:
REIVINDICACIONES

1. Sistema para la toma de una muestra de fibras en forma continua en la producción de paneles MDF, con un menor tiempo de reacción para realizar modificaciones con el tipo de alimentación de madera o en la etapa de desfibrado, manteniendo constante la calidad de fibra al mínimo costo, CARACTERIZADO porque comprende: i. una cinta extractora de fibra (22), ubicada en la caída de fibra desde el secador de fibra (21 ); ii. un receptor de la fibra (23) desde la cinta extractora; i¡¡. una cinta formadora y de prensado (24); iv. un equipo de medición (25) de tamaño de fibras en forma óptica; v. un ducto que devuelve la fibra (26) al transporte de secado.

2. Sistema para la toma de una muestra de fibras de acuerdo con la reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque el receptor de la fibra (23) incluye un sensor de nivel (27) y rodillo peinador (28).

3. Sistema para la toma de una muestra de fibras de acuerdo con la reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque las cintas extractora (22) y formadora (24) poseen una velocidad variable, controlada en base al sensor de nivel (27).

4. Sistema para la toma de una muestra de fibras de acuerdo con la reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque además comprende un software (29) con el cual se analizan los resultados obtenidos por el equipo de medición (25) óptico y permite generar respuesta automática, para mantener controlada la calidad de la fibra.

5. Método para la toma de una muestra de fibras en forma continua en la producción de paneles MDF, con un menor tiempo de reacción para realizar modificaciones con el tipo de alimentación de madera o en la etapa de desfibrado, manteniendo constante la calidad de fibra al mínimo costo, CARACTERIZADO porque comprende las etapas de: a. conectar una cinta extractora de fibra (22) con la salida de un secador de fibra (21 ); b. recibir parte de la fibra seca en la cinta extractora de fibra

(22); c. conectar un receptor de fibra (23) con la cinta extractora de fibra (22), para recibir la fibra seca a ser sometida a la toma de muestra; d. formar un pequeño colchón de fibra; e. uniformar el colchón de fibra mediante una cinta formadora y prensado (24); f. realizar la medición del tamaño de muestra de las fibras mediante un equipo de medición (25) óptico; g. devolver la fibra al proceso de fabricación de MDF mediante un ducto que devuelve la fibra (26).

6. Método para la toma de una muestra de fibras de acuerdo con la reivindicación 5, CARACTERIZADO porque comprende proporcionar un sensor de nivel (27) y un rodillo peinador (28) en el receptor de fibra (23).

7. Método para la toma de una muestra de fibras de acuerdo con la reivindicación 6, CARACTERIZADO porque la formación del pequeño colchón de fibra se realiza con la ayuda del rodillo peinador (28).

8. Método para la toma de una muestra de fibras de acuerdo con la reivindicación 5, CARACTERIZADO porque las velocidades de las cintas extractora (22) y formadora (24) son controladas en base a la medida del sensor de nivel (27), de manera que no exista atascamiento o falta de material durante el proceso de medición.

9. Método para la toma de una muestra de fibras de acuerdo con la reivindicación 5, CARACTERIZADO porque luego de la medición del tamaño de las fibras mediante el equipo de medición (25) óptico, éstos son analizados por un software (29), el cual indicará la necesidad de tomar una decisión con respecto a la alimentación al desfibrador, a las condiciones de operación del desfibrador o a la alimentación de la madera al proceso en modo manual o automático.

REIVINDICACIONES MODIFICADAS

recibidas por la oficina Internacional el 22 de Marzo del 2019 (22.03.2019)

[ Reivindicación 1] Sistema para la toma de una muestra de fibras en forma continua en la producción de paneles MDF, con un menor tiempo de reacción para realizar modificaciones con el tipo de alimentación de madera o en la etapa de desfibrado, manteniendo constante la calidad de fibra al mínimo costo, CARACTERIZADO porque comprende:

una cinta extractora de fibra (22), ubicada en la caída de fibra desde el secador de fibra (21);

un receptor de la fibra (23) desde la cinta extractora, donde el receptor de la fibra (23) incluye un sensor de nivel (27) y rodillo peinador (28); una cinta formadora y de prensado (24);

un equipo de medición (25) de tamaño de fibras en forma óptica; un ducto que devuelve la fibra (26) al transporte de secado, donde las cintas extractora (22) y formadora (24) poseen una velocidad variable, controlada en base al sensor de nivel (27).

[ Reivindicación 2] Sistema para la toma de una muestra de fibras de acuerdo con la rei vindicación 1, CARACTERIZADO porque además comprende un software (29) con el cual se analizan los resultados obtenidos por el equipo de medición (25) óptico y permite generar respuesta au tomática, para mantener controlada la calidad de la fibra.

[ Reivindicación 3] Método para la toma de una muestra de fibras en forma continua en la producción de paneles MDF, con un menor tiempo de reacción para realizar modificaciones con el tipo de alimentación de madera o en la etapa de desfibrado, manteniendo constante la calidad de fibra al mínimo costo, CARACTERIZADO porque comprende las etapas de: conectar una cinta extractora de fibra (22) con la salida de un secador de fibra (21);

recibir parte de la fibra seca en la cinta extractora de fibra (22);

conectar un receptor de fibra (23) con la cinta extractora de fibra (22), para recibir la fibra seca a ser sometida a la toma de muestra, en donde se proporciona un sensor de nivel (27) y un rodillo peinador (28) en el receptor de fibra (23);

formar un pequeño colchón de fibra con la ayuda del rodillo peinador (28);

uniformar el colchón de fibra mediante una cinta formadora y prensado (24);

realizar la medición del tamaño de muestra de las fibras mediante un equipo de medición (25) óptico;

devolver la fibra al proceso de fabricación de MDF mediante un ducto que devuelve la fibra (26),

donde las velocidades de las cintas extractora (22) y formadora (24) son controladas en base a la medida del sensor de nivel (27), de manera que no exista atascamiento o falta de material durante el proceso de medición.

[ Reivindicación 4] Método para la toma de una muestra de fibras de acuerdo con la reivin dicación 3, CARACTERIZADO porque luego de la medición del tamaño de las fibras mediante el equipo de medición (25) óptico, éstos son analizados por un software (29), el cual indicará la necesidad de tomar una decisión con respecto a la alimentación al desfibrador, a las condiciones de operación del desfibrador o a la alimentación de la madera al proceso en modo manual o automático.

Description:
SISTEMA Y MÉTODO PARA LA TOMA DE MUESTRA DE FIBRAS EN

FORMA CONTINUA.

Campo de la invención:

La presente invención se relaciona con un método y un sistema para producir tableros MDF (por sus siglas en inglés: Médium Density Fiberboard), con una calidad de fibra constante. Mediante un método de control y un sistema que permite la toma de muestra en forma continua y rápida de las fibras que son producidas en el desfibrador de la línea de producción de MDF. Estado del arte:

El tablero MDF es un tipo de sustituto excelente para la madera natural con una amplia gama de aplicaciones.

El MDF debe presentar una estructura uniforme y homogénea y una textura fina que permita que sus caras y cantos tengan un acabado perfecto. Los paneles se caracterizan por una superficie firme y suave, una capa de núcleo uniforme y un muy buen desempeño. Se trabaja prácticamente igual que la madera maciza, pudiéndose fresar y tallar en su totalidad. Es perfecto para lacar o pintar. También se puede barnizar, se encola fácilmente y sin problemas. Suele ser de color marrón claro. Debido a estas características, el tablero MDF es ampliamente utilizado en campos como el mobiliario, la construcción, la decoración.

Para la obtención de los MDF, a grandes rasgos, se les añade una resina de urea formaldehído u formas de otros adhesivos a materiales tales como madera y fibras de plantas para seguidamente ser prensados a 450-880 kg/m 3 por medio de una prensa en caliente. La línea de producción de MDF consiste en la preparación de las astillas, la preparación de la fibra, la aplicación del pegamento, la formación de la

i manta, el prensado en caliente, el enfriamiento, la rectificación de medidas y el lijado.

La línea de producción de MDF normalmente comprende las siguientes etapas (ver referencia a figura 1 ):

1. Preparación de las astillas

Se procesa la madera (100), en un descortezador (101 ), cortándola en trozos de un tamaño definido, proveyendo de astillas de madera a la planta de producción de tableros y/o paneles. Las astillas de maderas, son enviadas a procesos de limpieza y de clasificación (102) para eliminar restos de corteza y arena. Las astillas pasan a la estación de lavado (103) de astillas donde se eliminan los materiales cuya densidad les impide flotar, principalmente arena y metales. Por medio de un tornillo drenador (104) se llevan las astillas limpias a un silo vaporizador (105).

2. Sección de preparación de la fibra

En el silo vaporizador (105), se consigue eliminar el aire ocluido en las astillas lo que hace más eficiente el proceso posterior de transferencia de calor en el digestor (106). Las astillas en el silo (105) se calientan con vapor saturado a una presión de 3 bar con el objeto de uniformar la temperatura, homogeneizar la humedad y suavizarlas haciendo más efectiva la eliminación de agua y las resinas naturales de la madera. Desde el silo vaporizador (105) pasan al digestor (106).

El digestor (106), consta de un tubo vertical de diámetro variable en el cual se calientan las astillas mediante vapor saturado a una presión de 7 a 9 bar, durante un período de retención de 2 a 7 minutos. El flujo de vapor, la presión y la temperatura se controlan en forma automática. Un tornillo de salida de alimentación (107) de velocidad variable en la parte inferior del digestor (106) determina el volumen del flujo de material al desfibrador/refinador (108). Las astillas son transportadas a un tornillo de alimentación (107) hacia el desfibrador/refinador (108), donde como su nombre lo indica se lleva a cabo el desfibrado del material, en donde las astillas son convertidas en fibras . En la carcaza del desfibrador se encuentran dos discos de corte. Un disco es fijo, y el otro es rotatorio. La separación entre los discos estacionario y rotatorio en el cuerpo del desfibrador define el tamaño de la fibra y tiene el mayor impacto en el consumo de energía del proceso de fabricación de MDF. Las astillas son introducidas a través del centro del disco fijo y son forzadas a entrar a través de la angosta abertura situada entre los discos mediante fuerza centrífuga. La presión del vapor en la carcaza del disco sopla la fibra a través de una válvula de soplado ajustable, montada en la carcaza del desfibrador y posteriormente a través de una línea de soplado hacia el ducto de secado.

3. Aplicación de pegamento Se alimenta una emulsión parafínica o cera y aditivo a prueba de agua para refinar, en el tornillo de alimentación (107) y se mezcla con la fibra uniformemente durante el proceso de refinación bajo la fuerza de las placas del refinador; o también, esta emulsión parafínica puede ser inyectada en la línea de soplado. El adhesivo se prepara mezclando los distintos componentes, tales como, resinas, solución de urea, catalizador (si está presente), y agua en cierta proporción respecto del peso, preferentemente 65% en peso de resina, el resto es agua. La resina está almacenada en unos estanques desde donde es bombeada hacia la unidad de inyección cerca del desfibrador/refinador (108). Se puede inyectar a la entrada o a la salida del desfibrador/refinador (108) o a la salida del secador (21 ), en el caso de que el proceso de encolado sea en seco (dry blending).

4. Sección de secado de la fibra El secado es realizado en un secador (21 ) de una o dos etapas y la fuente de calor empleada consiste en gases calientes o aire caliente provenientes de la planta térmica a través de ductos en los que se mezcla con aire fresco para controlar la temperatura. La mezcla fibra - vapor proveniente del desfibrador/refinador (108), es impulsada al ducto del secador (ducto de soplado). La corriente de aire caliente evapora la humedad y conduce la fibra a los ciclones del secador, donde la fibra seca es separada del gas de secado. El gas húmedo es expulsado hacia la parte superior del ciclón. La fibra cae al transporte de fibra(109).

Al transporte de fibra (109) llegan las fibras secas del secador (21 ), las fibras de reciclo de la formadora (1 10) y las fibras de la línea de formación y sistemas de succión de sierras.

El transporte de fibra (109) actúa como un pequeño pulmón de almacenamiento entre el área de preparación de la fibra y la línea de formación del manto que es alimentado a la prensa (112). Mantiene un flujo constante de fibra hacia la estación de formación (110), así como también se asegura que los diferentes tipos de fibra que son alimentadas al transporte sean mezclados antes de ingresar al proceso de formación.

Un transportador de velocidad variable, ubicada en el fondo del equipo, controla la altura del volumen de fibra en el transporte. Un separador neumático especialmente diseñado para separar y retirar partículas de alta densidad como por ejemplo grumos de adhesivo, nudos de fibra, metal, etc., se ubica en el extremo de la descarga del transporte de fibra. Aquí se minimiza la cantidad de material de calidad inferior que va al flujo de fibra hacia la etapa de formación. La fibra que viene del transporte de fibra (109) es transportada mediante corriente de aire hacia la estación de formación (1 10). 5. Sección de formación del manto y prensado en caliente

La fibra que viene del transporte de fibras (109) es introducida dentro de un cabezal de formación (1 10) ya sea por formación de viento, o formación mecánica generando un manto continuo, de diferente altura de acuerdo al espesor y densidad del tablero que se quiere fabricar. Posteriormente este manto, pasa por un proceso de pre-prensado

(1 1 1 ). El objetivo de la pre-prensa es fundamentalmente disminuir la altura del colchón para entregar una mayor estabilidad al manto y disminuir el tiempo de prensado.

Posteriormente viene el proceso de prensado (112), ya sea en prensa multiplatos o en prensas continuas. En esta etapa ocurre el proceso de consolidación del tablero, a través de la aplicación de presión y temperatura, por un tiempo determinado, dependiendo de la densidad del tablero, espesor, y otras condiciones de procesos.

6. Sección de enfriado, formateado y lijado El tablero prensado cruza diversas estaciones de trabajo, en donde es sometido a operaciones de medición (1 13), clasificación (1 14), enfriamiento (1 15), almacenaje (1 16) luego del enfriamiento, lijado (1 17), formateo (1 18) y embalaje (1 19).

La parte crucial del proceso de fabricación de MDF es el área de desfibrado, pues ahí se genera la fibra y representa el mayor consumo energético del proceso. Para obtener un tablero homogéneo que permita ser ruteado para uso en molduras o piezas de muebles, se requiere fibra muy fina, sin embargo, el consumo energético y el costo aumentan en forma importante al generar fibra más fina. Por ello es económicamente inadecuado generar fibra más fina de lo requerido. Por lo tanto es muy importante encontrar el punto óptimo de operación, produciendo la fibra adecuada al mínimo costo. Variaciones en la madera utilizada, o de la mezcla de maderas, así como las variables de tiempo de estadía en el silo vaporizador, temperatura en el digestor, etc influyen directamente en la calidad de la fibra generada. Por ello es de vital importancia poder medir la calidad de la fibra y poder reaccionar en forma rápida, con la finalidad de mantener constante la calidad de la fibra. La alternativa de trabajar siempre con fibra más fina de lo requerido, genera un alto costo de operación. Por lo general la medición de la calidad de la fibra se realiza en forma discreta y manual, con muestras de fibra que se miden en cribas en laboratorio, en donde dichas muestras se obtienen generalmente en la línea de formación.

El documento FR 2846977, divulga un procedimiento para uso en una máquina formadora de una capa de fibras no tejidas, que consiste en la medición de masa de fibras en múltiples puntos y usando un pequeño número de reguladores ligados a una unidad de control para influenciar la distribución a lo largo del ancho de la capa. El número de puntos de medición a lo largo del ancho de la capa es al menos 5 veces mayor que el número de reguladores de fibra y los elementos de medición están en la forma de detectores fotosensibles dispuestos aproximadamente transversales relativos a la dirección de viaje del material no tejido. Otros sistemas de medición pueden comprender sensor ultrasonido, foto detectores o un receptor radioactivo alternando a través de la línea de viaje de la capa y las fibras pueden ser distribuidas con la ayuda de un flujo de aire en un ducto que forma el manto de fibra.

Se puede apreciar que dicho documento hace referencia a las fibras de telas no tejidas y no se refiere a las fibras de maderas en un proceso de fabricación de paneles, por lo que las etapas del proceso de fabricación de MDF no se pueden observar en este documento, en donde sólo se puede apreciar la formación de un manto de fibra (de tela) y la necesidad de que este manto sea uniforme, ya que el tipo de tela que se desea producir corresponden a velos (muy delgados), por lo que su uniformidad es esencial para que se obtenga el producto deseado. Sólo se puede apreciar que para lograr el objetivo de mantener la uniformidad del manto, se utiliza una serie de detectores fotosensibles, conectados a un computador, a la salida de la formación del manto para lograr reaccionar y modificar la alimentación de las fibras en caso de ser necesario.

En los últimos años, la empresa de instrumentación Grecon, desarrolló un equipo que permite detectar la fibra gruesa (shives), en el manto ya formado, antes de la etapa de prensado (punto A en la figura 1 ). Con este equipo se puede detectar cuando hay un aumento de fibra gruesa, con lo cual se puede tomar alguna acción para volver el proceso a las condiciones deseadas. La calidad de la fibra y por lo tanto la aparición de fibra gruesa (shives) es función de la mezcla de madera, apertura de discos respecto al volumen de madera que se está alimentando, tiempo y temperatura en el digestor, etc., varía ampliamente al variar la alimentación al desfibrador (ver figura 2).

El equipo de GreCon, permite una evaluación objetiva y continua de la calidad de la fibra en el proceso de producción. Los valores medidos y suministrados por el equipo de GreCon permiten que el operador del refinador produzca una calidad de fibra consistente, cuando no hay cambios en el mix de madera y el proceso está estable con variaciones lentas. Los procesos de cocción y refinación pueden ser ajustados y así se puede optimizar el consumo de energía y la calidad de la fibra. El manto de fibra es inspeccionado por un sistema de cámara después del pre-prensado en la superficie superior. Se analizan distintos tamaños de fibra gruesa. Este proceso se lleva a cabo de forma continua durante la producción, de modo que está disponible información representativa sobre la distribución de fibra. Con esta información, se pueden garantizar propiedades de superficie uniformes si las condiciones de proceso son estables. El proceso de procesamiento de fibra que consume mucha energía puede optimizarse.

El equipo de GreCon, se basa en un método de imágenes. La superficie del manto de fibra que pasa hacia la etapa de prensado, es continuamente inspeccionada por una cámara de exploración en línea con iluminación vertical sobre un ancho de aproximadamente 400 mm.

La construcción básica del sistema de medición es una construcción de marco sólido. El campo visual de la cámara está protegido de la suciedad, el polvo, las astillas y la intrusión de luz mediante un tubo cerrado. El sistema está equipado con un ajuste de altura automático para que la cámara y la unidad de iluminación se ajusten automáticamente a los cambios en la altura del manto, dependiendo de la humedad del tapete y, por supuesto, de los cambios del producto. Por lo tanto, se garantiza que la superficie a inspeccionar siempre se encuentre en el foco de la cámara y que se tomen imágenes nítidas. Además, la iluminación del sistema se regula automáticamente para compensar las influencias por color de diferentes condiciones de cocción o tipos de madera. Sin embargo, el tiempo transcurrido entre el proceso de desfibrado y el punto de medición con este equipo, es de aproximadamente 20 minutos, con lo cual la detección de un cambio en la calidad de la fibra es tardío. Adicionalmente el ajuste es lento, pues ante cualquier acción, se debe esperar 20 minutos para observar el efecto del cambio realizado. En la actualidad si en una medida puntual de las fibras, se encuentran fibras gruesas o existe una alarma desde el laboratorio en donde se ha llevado a cabo el análisis de las muestras de fibras y de los tableros, se tiende a aumentar el Consumo de Energía Específico (SEC por sus siglas en inglés:“Specific Energy Consumption”, en MWh/ton de madera) por sobre lo requerido, para asegurar la calidad final de los tableros MDF. Además, como no existe una medida continua de la calidad de las fibras, se debe trabajar con un margen de error suficientemente grande. Por lo tanto, se requiere entonces un método y un sistema que permita reaccionar con el mínimo tiempo muerto, mucho menor a los 20 minutos que puede entregar la máquina de GreCon, la cual sólo se puede instalar entre la etapa de pre-prensado y prensado, debido a la necesidad de tener un manto uniforme de fibra formado para la toma de muestras y la medición del tamaño de las fibras a través de la cámara.

Descripción de las figuras:

Figura 1 : descripción de la línea de producción de MDF con ubicación en A (estado del arte) y ubicación en B (invención) para el muestreo de fibras. Figura 2: gráfico que muestra la variación de la aparición de fibra gruesa (shives) al variar la alimentación y apertura de discos del desfibrador.

Figura 3: sistema de la invención detallado.

Figura 4: medida de granulometría con una criba Gilson en el transcurso de 2 meses de producción

Descripción detallada de la invención: Se ha diseñado un sistema que logra la toma de muestra de fibras para su medición a la salida del secador de la fibra (en donde no existe la formación de un manto estable de fibra, punto B en la figura 1 ), a sólo segundos después del proceso de desfibrado, logrando reducir el tiempo de reacción ante una eventual necesidad de cambio en las condiciones del proceso de desfibrado o ante el cambio en la alimentación de la madera. Con esta medición, se actúa en forma automática (o manual) sobre la apertura de los discos de desfibrado con la finalidad de mantener constante la calidad de la fibra. El nuevo sistema de la invención logra trabajar en conjunto con el equipo de GreCon o cualquier otro sistema similar, que pueda medir las fibras desde un manto uniforme de las mismas.

El nuevo sistema se ubica a la salida del secador, en donde gracias al sistema de la invención, se logra formar un colchón uniforme de fibras (secas) y continuo para que un equipo como el de GreCon (el cual es un equipo simplificado respecto del original, pues no requiere regulación de altura) pueda realizar la medición del tamaño de las fibras en forma óptica. Posteriormente a la medición del tamaño de las fibras, éstas son devueltas al proceso y siguen su trayecto hacia la formación del manto de fibras, sin pérdida de material.

El sistema de la invención consta de los siguientes elementos: i. Cinta extractora de fibra (22), ubicada en la caída de fibra desde el secador de fibra (21 ).

ii. Receptor de la fibra (23) desde la cinta extractora, que incluye un sensor de nivel (27) y rodillo peinador (28).

i¡¡. Cintas formadora y de prensado (24).

iv. Ubicación del equipo de medición (25) de tamaño de fibras en forma óptica (por ejemplo, equipo de GreCon simplificado).

v. Ducto que devuelve la fibra (26) al transporte de secado. Ambas cintas (22, 24) poseen una velocidad variable y controlada por el sensor de nivel (27) del receptor de la fibra (23) desde la cinta extractora.

La cinta extractora de fibra (22) se conecta con la salida del secador de fibra (21 ) para recibir parte de la fibra seca y hacerla caer en el receptor de fibra (23), el cual posee un sensor de nivel (27) que indicará el nivel máximo de llenado para la formación de un pequeño colchón de fibra con la ayuda de un rodillo peinador (28), de un ancho de 10 cms. El colchón de fibra pasa a la cinta formadora y prensado (24), para uniformarlo y hacerlo pasar a través del equipo de medición (25) óptico, tal como el equipo Fiberview ® de Grecon. Una vez realizada la medición del tamaño de la fibra por el equipo de medición (25), la fibra se devuelve al proceso de fabricación de MDF, a través del ducto de retorno (26) al transporte de secado. La velocidad de la cinta extractora (22) se ajusta automáticamente de forma de mantener el nivel apropiado de llenado del receptor de fibra (23), medido a través del sensor de nivel (27). La velocidad de la cinta formadora (24), se ajusta automáticamente, de forma que la velocidad de la cinta extractora (22) se mueva en torno a un valor prefijado, por ejemplo 80%. Este control es necesario, dado que el volumen de fibra en el secado depende del producto y otras condiciones de proceso.

Luego de que el equipo de medición (25) ha realizado la medición de la cantidad de fibra gruesa por área, éste es graficado en la pantalla de operación (29) pudiendo tomarse acciones por decisión del operador (modo manual), o realizarse el control de la apertura de los discos del desfibrador (en modo automático) manteniendo constante la calidad de la fibra, dentro de una banda definida.

Ejemplo: Para mostrar lo que sucede en la actualidad, con medidas discretas de la fibra, sin realizar acciones, se muestra en la figura 2, un cambio de producto, que implica un cambio en la cantidad de fibra requerida (Tornillo (RPM), línea (a), parte inferior del gráfico). La medición de la fibra no se muestra al operador, para considerar una situación real. Normalmente se trabaja manteniendo la energía especifica constante (SEC KWh/t, línea (e), parte superior del gráfico) (control automático). En este caso esto genera una apertura de los discos del desfibrador (Rot Pos (mm), línea (b), segunda línea de abajo hacia arriba en el gráfico). El control de la apertura de los discos es lento, partiendo en la posición 1 , con un escalón mayor en la posición 2. Se observa cómo va bajando la potencia requerida (MM Power KW, línea (d), segunda línea de arriba hacia abajo en el gráfico). Se observa como simultáneamente aumenta la medida de la fibra gruesa (shives, línea (c), en el medio del gráfico), prácticamente sin retardo. Esta medición de la calidad de la fibra (línea (c) en la figura 2), es realizada con el sistema de la invención en la posición B indicado en figura 1. Sin embargo para mostrar la situación real, en este caso la medición no es informada al operador, para lograr graficar los problemas actuales, los que se lograrían solucionar al conocer la información obtenida. En la posición 3, dos horas y media después del inicio del cambio el operador toma una muestra de fibra y se mide con la criba Gilson, para ver cómo está la fibra, si es que ésta se encuentra en los valores requeridos para la fabricación de los paneles MDF, generando la reacción de aumentar fuertemente la energía específica, debido a que el tamaño de las fibras es muy grueso en comparación con lo requerido. Se puede observar que luego de la acción de aumentar la energía específica para disminuir el tamaño de la fibra debido al resultado de la toma de muestra en la posición 3 por parte del operador, el resultado final es una fibra más fina (línea (c) después de la posición 3), que la requerida (condición de partida) y por lo tanto se continúa gastando mayor energía de lo requerido. Es así como durante el cambio de producto se generó una fibra muy gruesa que generará problemas en la calidad del tablero MDF, y luego de la acción tomada por el operador (en forma tardía), se sigue trabajando con una fibra mucho más fina que la requerida lo cual genera un gasto de energía excesivo. Ambas situaciones se logran evitar con la presente invención.

Con este ejemplo se demuestra la necesidad de una rápida reacción ante los cambios de tamaño de las fibras. Al tener el sistema en el punto B de la figura 1 , se demuestra que con la medición rápida se pueden tomar medidas de acción antes del punto 2 y manteniendo el tamaño de fibra dentro del mismo tamaño que antes del cambio.

Con la ayuda del sistema y el método de la invención se puede decir que:

• La medición de la calidad de la fibra funciona.

• La medición es rápida.

• Teniendo la medición en un tiempo inferior al actualmente disponible, es posible reaccionar en forma manual o automática en forma rápida.

• Con la medición se puede mantener la fibra en un rango deseado evitando fibra de mala calidad y/o evitando gasto energético excesivo, al generar fibra más fina de lo requerido. Ventajas de la invención:

La principal ventaja del sistema y del método de la invención corresponden a la disminución en el tiempo de reacción que permite implementar un control automático o reaccionar manualmente, evitando la aparición de fibra muy gruesa, que influye en la calidad del tablero MDF, o fibra muy fina que implica un gasto innecesario de energía.

En la figura 4, se pueden apreciar las medidas tomadas con la criba Gilson durante 2 meses, con muéstreos realizados 3 veces por turno, indicándose los porcentajes de fibra gruesa medidos. Estas medidas corresponden a las obtenidas en una criba Gilson que permite obtener la distribución geométrica de la fibra (cuantifica el tamaño de la fibra), corresponde a un método manual y lento, para chequeos puntuales.

La línea A (línea superior) indica el valor máximo de fibra aceptado para una producción de tableros MDF uniforme. Valores superiores a dicha línea, implican fibra muy gruesa, que generan problemas de calidad en los tableros y que se pueden evitar con un control basado en la medición continua y rápida de la fibra, para lograr trabajar alrededor del valor indicado en la línea A. Los valores bajo la línea A, implican que la fibra es de tamaño menor a lo exigido y que por lo tanto se está gastando una mayor energía (SEC) y aumentando el desgaste de los discos del desfibrador, los cuales son los responsables del desfibrado de la madera. Mientras más se juntan estos discos, más fina sale la fibra (mejor calidad de ruteado de los tableros), pero con ello estos discos se gastan más rápido (su vida útil baja de 40 a 20 días), lo que aumenta el costo de operación. Al mismo tiempo se aumenta el gasto de energía eléctrica por cada metro cúbico de madera desfibrada. Es por esta razón que se debe trabajar con fibra lo más gruesa posible (lo que implica una mínima energía eléctrica y mayor vida útil de los discos), pero bajo el límite de fibra gruesa aceptada (shives). Por lo tanto para trabajar en forma estable con calidad constante y al mínimo costo es que se debe controlar la aparición de shives en el menor tiempo posible. Con la invención se logra implementar un lazo de control que mantenga a la fibra en torno a la línea A en +/- 0,1 %, lo cual es aceptable para obtener tableros MDF uniformes y de calidad constante al mínimo costo.

En la figura 4, la línea A corresponde a un 2,7% de fibra gruesa solicitado como valor máximo para la producción de los tableros. De la figura se puede observar que un 52% de los ensayos dieron como resultado un porcentaje de gruesos de 2,6% (línea de al medio, B), mientras que un 22% (en el primer mes y 25% en el segundo mes) fue menor o igual a 2,0% (línea inferior, C). Por consiguiente se considera que un 30% de la producción mensual de fibra es de granulometría menor a lo requerido, lo que implica un mayor costo de producción (de acuerdo a lo explicado en el párrafo anterior).

En promedio el valor de fibra gruesa según la mediciones con la criba Gilson, se encuentra 0,52% bajo lo requerido (para el ejemplo de la figura 4, lo requerido, corresponde a 2,7% de fibra gruesa). Este porcentaje (0,52%) equivale a un delta en torno a 150 KW dependiendo de la madera y desgaste de los discos. Por lo tanto se obtendría un ahorro anual de US$ 63.000, considerando un costo de 50 US$/MWh (el promedio anual ha sido 60 US$/MWh). El bajar el consumo de energía eléctrica en 150 KW, implica un ahorro de 4,2% en la planta analizada. Además considerando un desgaste de los discos que depende linealmente de la potencia y un costo de discos de 22.000 US$/set de discos, esto equivale a un ahorro anual de 1 1.000 US$/año. Dado los cálculos mencionados anteriormente, se puede obtener un ahorro de aproximadamente 74.000 US$/año, sin considerar los ahorros por disminución de reclamos por fibra gruesa y ahorros en resina y madera, al trabajar en forma constante a un punto de operación deseado.