Verfahren zum Steuern eines Bleichprozesses für die Altpa¬ pieraufbereitung, sowie eine Bleichvorrichtung zur Durchfüh- rung eines solchen Verfahrens

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines Bleichprozesses für die Altpapieraufbereitung, sowie eine Bleichvorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens.

Ein wichtiger Prozessschritt bei der Altpapieraufbereitung ist das Bleichen. Durch Zugabe eines Bleichmittels in die Fa¬ serstoffSuspension wird die Weiße (z.B. die Helligkeit) bzw. der Farbort (z.B. Rot, Grün, Blau) verändert. Das Bleichmit- tel enthält üblicherweise die Bleichchemikalien, wie Was¬ serstoffperoxid, sowie aktivierende und/oder stabilisierende Chemikalien wie Natronlauge und Wasserglas.

Bisher wird der Bleichprozess durch Zugabe einer vorab fest- gelegten Menge von Bleichmittel durchgeführt, um eine Min- destbleichwirkung zu erreichen, so dass die Weiße der Faser¬ stoffsuspension nach dem Bleichen ein bestimmtes Maß nicht unterschreitet bzw. ungefähr innerhalb eines bestimmten Wei¬ ßebereichs liegt. Auch ist die Zusammensetzung des Bleichmit- tels festgelegt, so dass stets eine bestimmte Bleichwirkung erzielt wird. Bei einem veränderlichen Altpapiereintrag kann es aufgrund von unterschiedlichen Faserqualitäten zu Schwan¬ kungen bei der Weiße der dem Bleichprozess zugeführten Faser¬ stoffSuspension kommen. Durch das in festgelegter Menge und Zusammensetzung zugesetzte Bleichmittel wird die Faserstoff¬ suspension also zuviel oder zu wenig gebleicht, so dass die Weiße der Faserstoffsuspension nach dem Bleichprozess entwe¬ der zu gering ist oder zu groß ist. Im Falle einer zu hohen Weiße muss diese beispielsweise durch Zugabe von Farbe wieder reduziert werden. Da die Durchlaufzeit der Faserstoffsuspension zu Beginn des Bleichprozesses bis zum Vorliegen von aufbereitetem Papier mehrere Stunden dauert, ist es nicht möglich, abhängig von der Weiße des Papiers am Ende des Herstellungsprozesses den Bleichprozess zu regeln, da die Veränderungen der Weiße der FaserstoffSuspension zu Beginn des Bleichprozesses erheblich schneller stattfinden.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Durchführen eines Bleichprozesses zur Verfügung zu stellen, mit dem größere Schwankungen der Weiße der Faserstoffsuspen¬ sion am Ausgang des Bleichprozesses verhindert werden können und mit dem der Einsatz des eingesetzten Bleichmittels mög¬ lichst minimal ist.

Diese Aufgabe wird durch das Verfahren nach Anspruch 1, sowie durch die Bleichvorrichtung nach Anspruch 7 gelöst.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Steuern eines Bleichprozesses für die Altpa¬ pieraufbereitung vorgesehen. Bei einer bereitgestellten Fa- serstoffSuspension wird die Weiße gemessen und die Faser¬ stoffSuspension mit einem Bleichmittel vermischt. Die ver¬ mischte FaserstoffSuspension wird in einen Bleichbehälter zu¬ geführt, um für eine bestimmte Zeitdauer gebleicht zu werden. Die vermischte FaserstoffSuspension wird nach der bestimmten Zeitdauer aus dem Bleichbehälter entnommen. Die Menge und/oder die Zusammensetzung des zugesetzten Bleichmittels wird abhängig von der gemessenen Weiße der Faserstoffsuspen- sion so eingestellt, dass eine möglichst konstante Sollweiße der entnommenen Faserstoffsuspension erreicht wird.

Das erfindungsgemäße Steuerverfahren zum Steuern des Bleich¬ prozesses sieht also vor, abhängig von einer gemessenen Weiße der FaserstoffSuspension vor dem Bleichprozess die Menge und/oder die Zusammensetzung des Bleichmittels, das der Fa¬ serstoffSuspension zugesetzt wird, einzustellen. Dadurch kann der Bleichprozess für jeden Anteil der eingetragenen Faser- stoffSuspension mit derjenigen Menge und/oder derjenigen Zu¬ sammensetzung des zugesetzten Bleichmittels durchgeführt wer¬ den, mit der der Bleichprozess mit dem jeweiligen Teil der Faserstoffsuspension so ausgeführt wird, dass am Ende des Bleichprozesses eine bestimmte Sollweiße erreicht ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann das Bleichmittel ein Stoffgemisch aus mehreren Stoffen aufweisen, wobei das Bleichmittel eine Bleichchemikalie und/oder eine Stabilisa- torchemikalie enthält.

Vorzugsweise wird das Einstellen der Menge und/oder der Zu¬ sammensetzung des Bleichmittels mit Hilfe eines Zuordnungs¬ schemas zu der Weiße der FaserstoffSuspension durchgeführt. Das ZuordnungsSchema kann insbesondere mithilfe einer Funkti- on, einer Tabelle oder eines Zuordnungsdiagramms durchgeführt werden.

Es kann ein Adaptionsmodus vorgesehen sein, bei dem die Weiße der entnommenen FaserstoffSuspension mit der Sollweiße ver- glichen wird und abhängig von dem Ergebnis des Vergleichens das ZuordnungsSchema angepasst wird.

Insbesondere wird das Einstellen der Menge und/oder der Zu¬ sammensetzung des Bleichmittels bei einer vorgegebenen SoIl- weiße so durchgeführt, dass der Bereitstellungsaufwand für das Bleichmittel minimiert ist. Da das Bleichmittel häufig aus mehreren verschiedenen Stoffen besteht, die in verschie¬ denen Kombinationen eine vergleichbare Bleichwirkung errei¬ chen, ist es sinnvoll, diejenige Kombination, d.h. die Menge und/oder die Zusammensetzung des Bleichmittels so zu wählen, dass die Kosten dafür, bzw. der Bereitstellungsaufwand für das Bleichmittel minimiert ist. Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Bleichvorrichtung zum Durchführen eines Bleichprozesses für die Altpapieraufbereitung vorgesehen. Die Bleichvorrich- tung weist einen Bleichbehälter auf, in dem eine Faserstoff¬ suspension mithilfe eines Bleichmittels gebleicht wird. Mit¬ hilfe einer Zuführung wird Faserstoffsuspension in den Bleichbehälter eingebracht. Mit einem Weißesensor wird die Weiße der FaserstoffSuspension in der Zuführungsleitung ge- messen und mithilfe einer Dosiereinrichtung die zugeführte FaserstoffSuspension mit einem Bleichmittel versehen. Es ist eine Steuereinrichtung vorgesehen, die mit der Dosiereinrich¬ tung verbunden ist, um abhängig von der gemessenen Weiße der zugeführten FaserstoffSuspension die Menge und/oder die Zu- sammensetzung des Bleichmittels einzustellen, so dass eine möglichst konstante Sollweiße der entnommenen Faserstoffsus¬ pension erreicht wird.

Die erfindungsgemäße Bleichvorrichtung hat den Vorteil, dass der Bleichprozess bei Vorgabe einer Sollweiße der nach dem Bleichprozess erhaltenen Faserstoffsuspension und abhängig von der gemessenen Weiße der zugeführten FaserStoffSuspension beeinflusst wird, indem Bleichmittel in geeigneter Menge und/oder in geeigneter Zusammensetzung der zugeführten Faser- stoffSuspension zugesetzt wird.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Steuereinrichtung einen Speicher auf, um ein ZuordnungsSchema in Form einer Funktion, einer Tabelle oder eines Zuordnungs- diagramms zu speichern. Dadurch kann eine gemessene Weiße ei¬ ner bestimmten Menge und/oder Zusammensetzung des Bleichmit¬ tels zugeordnet werden, so dass das Bleichmittel in geeigne¬ ter Weise der zugeführten Faserstoffsuspension zugesetzt wird.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann eine Abführungseinrichtung vorgesehen sein, um die Faserstoffsus- pension nach einer bestimmten Zeitdauer aus dem Bleichbehäl¬ ter abzuführen, wobei die Abführungseinrichtung mit einem weiteren Weißesensor verbunden ist, um die Weiße der abge¬ führten FaserstoffSuspension zu messen. Die Steuereinrichtung ist ferner so gestaltet, um abhängig von der Weiße der abge¬ führten FaserstoffSuspension in einem Adaptionsmodus das Zu¬ ordnungsschema anzupassen.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Darstellung eines Teils eines Pro¬ zesses zur Altpapieraufbereitung, in dem das Bleichen einer FaserstoffSuspension durchgeführt wird; und

Figur 2 ein Zuordnungsdiagramm, das eine Funktion darstellt, um die Menge und/oder die Zusammensetzung des zuzusetzenden Bleichmittels zu beschreiben.

In. Figur 1 ist ein Teil eines AltpapieraufbereitungsSystems dargestellt. Dargestellt sind ein Vorflotationsbehälter 1, in dem Druckfarbenpartikel aus einer aus Altpapier gebildeten FaserstoffSuspension ausgetragen werden. Die so vorgereinigte FaserstoffSuspension wird über eine Zuführungsleitung 2 einem Disperger 3 zugeführt. Der Disperger 3 ist mit einem Bleich¬ mittelbehälter 4 über eine weitere Zuführungsleitung 5 ver¬ bunden. In der weiteren Zuführungsleitung 5 befindet sich ein Stellventil 6, um die Menge des zugeführten Bleichmittels einzustellen.

In einer alternativen Ausführungsform können mehrere Bleich¬ mittelbehälter 4 vorgesehen sein, in denen sich Bleichchemi¬ kalien, Stabilisatorchemikalien und dergleichen befinden, die über mehrere weitere Zuführungsleitungen 5 und über jeweilige Stellventile 6 mit dem Disperger 3 verbunden sind. Durch die individuelle Einstellung der Stellventile 6 kann sowohl die Menge der zugeführten Stoffe als auch die Zusammensetzung des aus den Stoffen gebildeten Bleichmittels eingestellt werden. Zudem kann Wasser in einstellbarer Menge zugesetzt werden, um die Konzentration der zugesetzten Stoffe einzustellen.

Der Disperger 3 dient dazu, die zugeführten Stoffe mit der über die Zuführungsleitung 2 zugeführten FaserstoffSuspension zu vermischen und einem Bleichbehälter 7 zuzuführen. Die mit dem Bleichmittel vermischte FaserstoffSuspension ist im We- sentlichen krümelig oder zähflüssig, so dass sie sich über der bereits in dem Bleichbehälter 7 befindlichen Faserstoff¬ suspension absetzt, ohne sich wesentlich mit ihr zu vermi¬ schen.

Der Bleichbehälter 7 weist an seinem unteren Ende eine Rühr¬ schnecke auf, die die FaserstoffSuspension in eine Abfüh¬ rungsleitung 8 treibt und diese einem Nachflotationsbehälter 9 zuführt. Aus dem Nachflotationsbehälter 9 gelangt die Fa¬ serstoffSuspension zu den weiteren Stufen des Altpapieraufbe- reitungsSystems, an dessen Ende die Herstellung von aufberei¬ tetem Papier stehen kann. ...

Es ist eine Steuereinheit 11 vorgesehen, die mit einem Weiße¬ sensor 12 verbunden ist, der an der Zuführungsleitung 2 ange- ordnet ist. Der Weißesensor 12 misst die Helligkeit bzw. den Farbort der gerade dem Disperger zugeführten Faserstoffsus¬ pension. Der Weißesensor kann beispielsweise als optischer Sensor ausgebildet sein, der die Reflektion von eingestrahl¬ tem Licht von der FaserstoffSuspension misst, und daraus die Weiße bzw. den Farbort der FaserstoffSuspension bestimmt.

Die Steuereinheit 11 ist mit dem Stellventil 6 verbunden, so dass das Stellventil 6 gemäß einem Steuerwert von der Steuer¬ einheit 11 eingestellt werden kann. Sind mehrere Stellventile 6 vorgesehen, können diese individuell durch Steuerwerte von der Steuereinheit 11 eingestellt werden. Die Steuereinheit 11 weist einen Speicher 14 auf, in dem ein ZuordnungsSchema ge- speichert ist. Das ZuordnungsSchema kann als Funktion, Zuord¬ nungstabelle oder Zuordnungsdiagramm gespeichert sein, und dient dazu, abhängig von dem von dem Weißesensor 12 gemesse¬ nen Weißewert der zugeführten FaserstoffSuspension 2 einen Stellwert für das Stellventil 6 bzw. die Stellventile 6 zu ermitteln.

In Figur 2 ist ein Zuordnungsdiagramm dargestellt, bei dem der Grad des Bleichens (angegeben als δQ) abhängig von der Konzentration von NaOH als Stabilisatorchemikalie und H2O2 (Wasserstoffperoxid) als Bleichchemikalie dargestellt ist. Das Zuordnungsdiagraram betrifft ein Bleichemittel, das kein Wasserglas enthält. Bei Vorgabe eines Sollweißewerts für die abgeführte FaserstoffSuspension kann abhängig von dem Weiße- wert der zugeführten FaserstoffSuspension der Grad des not¬ wendigen Bleichens bestimmt werden. Dieser ist auf der z- Achse des Diagrams der Figur 2 aufgetragen. Ist das notwendi¬ ge Maß des Bleichens ermittelt worden, existieren in der Re¬ gel viele mögliche Zusammensetzungen des Bleichmittels aus den Chemikalien H2O2 und NaOH, da eine gleiche Bleichwirkung durch .viele Kombinationen der Bleichchemikalien hervorgerufen werden kann. Daher ist es zweckmäßig, diejenige Zusammenset¬ zung des Bleichmittels auszuwählen, deren Bereitstellungsauf¬ wand möglichst gering ist und/oder der sonstigen Prozessan- forderungen genügt. Die Menge der möglichen Zusammensetzungen ergibt sich aus der Höhenlinie in Höhe des einzustellenden Bleichegrads in dem Zuordnungsdiagramrα.

Das Zuordnungsdiagramm wird anhand von Prozessdaten als ein Modell der Bleichwirkung als Funktion der Chemikalienkonzent¬ ration, beispielsweise als neuronales Netz oder Gauss- Prozess, gelernt. Bei gegebener Sollweiße bzw. Sollfarbort der FaserstoffSuspension in der Abführungsleitung des Bleich¬ behälters und der gemessenen Weiße bzw. des gemessenen Far- borts am Eingang des Bleichbehälters kann damit die erforder¬ liche Chemikalienkonzentration berechnet werden. Vorhandene Freiheitsgrade können zur Minimierung des Bereitstellungsauf¬ wandes verwendet werden.

Zum Durchführen des Lernprozesses ist an der Abführungslei- tung 8 ein weiterer Weißesensor 13 angeordnet, der mit der Steuereinheit 11 verbunden ist. In einem Adaptionsmodus kann nun die Bleichwirkung des zugesetzten Bleichmittels in der jeweiligen Konzentration, Menge und Zusammensetzung bestimmt und ein Zuordnungsschema erstellt bzw. nachjustiert werden, um die Steuerung des Bleichprozesses zu optimieren. Im Adap¬ tionsmodus können die Abweichungen von gewünschter Sollweiße und tatsächlich erzielter Weiße an der Abführungsleitung 8 des Bleichbehälters 7 zur Adaption des ZuordnungsSchemas, beispielsweise zur Bestimmung eines Offsets, verwendet wer- den.