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Patent Searching and Data


Title:
METHOD AND INSTALLATION FOR PROCESSING WASTE PAPER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2005/103374
Kind Code:
A2
Abstract:
A method for the treatment of waste paper to produce a finished product in several process stages, comprises the steps of for at least one quality parameter, prescribing a set value for the finished product, wherein ahead of and/or following at least two of the process stages a value is determined by measurements of the at least one quality parameter, establishing the efficiency of a process stage with regard to the improvement of the at least one quality parameter in this process stage, and dynamically balancing in a process management system the individual process stages taking into account the overall efficiency of the process.

Inventors:
DINKEL MARKUS (DE)
MICKAL VOLKMAR (DE)
RUNKLER THOMAS (DE)
SIEBER ALBRECHT (DE)
VILLFORTH KLAUS (DE)
Application Number:
PCT/EP2005/051691
Publication Date:
November 03, 2005
Filing Date:
April 18, 2005
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
DINKEL MARKUS (DE)
MICKAL VOLKMAR (DE)
RUNKLER THOMAS (DE)
SIEBER ALBRECHT (DE)
VILLFORTH KLAUS (DE)
International Classes:
D21C5/02; D21C9/10; (IPC1-7): D21C9/10
Attorney, Agent or Firm:
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT (München, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zur Aufbereitung von Altpapier zu Fertigstoff in mehreren Prozessstufen (Pl bis P4) , wobei für mindestens ei— nen Qualitätsparameter (QP) ein Sollwert für den Fertigstoff vorgegeben wird, wobei vor und/oder nach mindestens zwei der Prozessstufen (Pl bis P4) ein Wert des mindestens einen Qua¬ litätsparameters (QP) durch Messungen ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Effizienz einer Prozessstufe (Pl bis P4) hinsichtlich der Verbesserung des mindestens einen Quali tätsparameters (QP) in dieser Prozessstufe (Pl bis P4) be¬ stimmt wird, und dass in einem Prozessleitsystem (R) eine dy¬ namische Abstimmung der einzelnen Prozesstufen (Pl bis P4) unter Berücksichtigung der Gesamteffizienz des Prozesses er folgt.
2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstimmung der einzelnen Prozesstufen (Pl bis P4) durch schrittweise Anpassung der Prozessstufen (Pl bis P4) erfolgt.
3. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstimmung der Prozessstufen (Pl bis P4) als mo dellprädiktive Regelung erfolgt.
4. Verfahren nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass Sollwertvorgaben für eine Prozessstufe (Pl bis P4) unter Zuhilfenahme von Messungen vor dieser Prozessstufe (Pl bis P4) erfolgen.
5. Verfahren nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass Sollwertvorgaben für eine Prozessstufe (Pl bis P4) unter Zuhilfenahme mindestens eines Modells für die Prozessstufe (Pl bis P4) erfolgen.
6. Verfahren nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Modell adaptiert wird.
7. Verfahren nach einem der vorangehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Effizienz einer Prozessstufe (Pl bis P4) in Form einer Kosteneffizienz in einem Modell hinterlegt ist.
8. Verfahren nach einem der vorangehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Qualitätsregelung einer Pro zesstufe (Pl bis P4) durch ein der Prozessstufe (Pl bis P4) zugeordnetes Regelmodul (Rl bis R4) erfolgt.
9. Verfahren nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Regelmodul (Rl bis R4) modellprädiktiv arbeitet.
10. Verfahren nach einem der vorangehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Weißgrad als Qualitätspara meter (QP) verwendet wird.
11. Verfahren nach einem der vorangehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstoffgehalt als Quali¬ tätsparameter (QP) verwendet wird.
12. Verfahren nach einem der vorangehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung des Wertes des mindestens einen Qualitätsparameters (QP) mittels mindestens einen Softsensors erfolgt.
13. Verfahren nach einem der vorangehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung des Wertes des mindestens einen Qualitätsparameters (QP) online erfolgt.
14. Verfahren nach einem der vorangehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Prozesstufen (Pl bis P4) als Flotation und/oder Bleiche ausgebildet sind.
15. Verfahren nach Patentanspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Effizienz der Bleiche als Verhältnis der Verbesse rung des mindestens einen Qualitätsparameters (QP) in der Bleiche zu Energieeinsatz und/oder Chemikaliendosierung in der Bleiche bestimmt wird.
16. Verfahren nach Patentanspruch 14 oder 15, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass die Effizienz der Flotation in Abhängigkeit von der Verbesserung des mindestens einen Qualitätsparameters (QP) in der Flotation sowie in Abhängigkeit von Fahrweise, Deinkingchemie, und/oder Feststoffverlusten bestimmt wird.
17. Verfahren nach einem der Patentansprüche 14 bis 16, da¬ durch gekennzeichnet, dass mindestens ein Messort zur Ermitt¬ lung eines Wertes des mindestens einen Qualitätsparameters (QP) noch vor der ersten als Flotation ausgebildeten Prozess stufe angeordnet ist.
18. Anlage zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorangehenden Patentansprüche mit mehreren Vorrichtungen zur Durchführung jeweils einer Prozessstufe (Pl bis P4) , mit meh reren Messvorrichtungen zur Ermittlung eines Wertes des min¬ destens einen Qualitätsparameter (QP) , wobei eine Messvor¬ richtung am Eingang, am Ausgang, vor und/oder nach einer Vor¬ richtung zur Durchführung einer Prozessstufe (Pl bis P4) an¬ geordnet ist, mit einer Sollwertvorgabeeinheit (S) zur Vorga be eines Sollwerts für den Fertigstoff, und mit einem Pro zessleitsystem (R) zur dynamischen Abstimmung der einzelnen Prozesstufen (Pl bis P4) unter Berücksichtigung der Effizienz der einzelnen Prozessstufen (Pl bis P4) und der Gesamteffi¬ zienz des Prozesses.
19. Anlage nach Patentanspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorrichtung zur Durchführung einer Prozessstufe (Pl bis P4) eine Basisautomatisierung und mindestens ein der Ba¬ sisautomatisierung überlagertes Regelmodul (Rl bis R4) auf weist.
Description:
Beschreibung

Verfahren und Anlage zur Aufbereitung von Altpapier

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung von Altpapier zu Fertigstoff in mehreren Prozessstufen, wobei für mindestens einen Qualitätsparameter ein Sollwert für den Fer¬ tigstoff vorgegeben wird, wobei vor und/oder nach mindestens zwei der Prozessstufen ein Wert des mindestens einen Quali- tätsparameters durch Messungen ermittelt wird. Die Erfindung betriff auch eine entsprechende Anlage zur Aufbereitung von Altpapier.

Altpapier ist in vielen Ländern wichtigster Rohstoff der Pa- pier- und Kartonindustrie. Dabei steigen auch in der Papier¬ industrie sowohl die Anforderungen an die Produktqualität als auch der Kostendruck stetig. Für den Einsatz von Altpapier als Rohrstoff, insbesondere für höherwertige graphische Pa¬ piere, sind die stoffliche Zusammensetzung, die Sortenrein- heit und der Verschmutzungsgrad entscheidend. Der Aufberei- tungsprozess von Altpapier wird beeinträchtigt durch einen zunehmenden Anteil an papierfremden Bestandteilen, wie Kleb¬ stoffen, Plastikfolien, Metallklammern, Textilien, syntheti¬ schen Materialien, nicht für das Recycling geeignete Papiere und Pappen, etc. Die Zusammensetzung des Altpapiers wird bei¬ spielsweise von saisonalen Schwankungen des Papierkonsums, Unterschieden zwischen verschiedenen örtlichen Erfassungssys¬ temen und der Sortierung beeinflusst.

Routinemäßige Labormessungen dokumentieren gegenwärtig die Qualitätsschwankungen vom Altpapier bis hin zum Fertigstoff und liefern wichtige Informationen zum Zustand der Aufberei¬ tungsanlage. Eine Aufbereitungsanlage für Altpapier arbeitet im Regelfall in mehreren Prozessstufen. Die routinemäßigen Labormessungen sind zeitaufwändig und insbesondere deshalb nur eingeschränkt für die Regelung der Altpapieraufbereitung und ihrer Prozessstufen geeignet. Daher kann auf Qualitäts- Schwankungen nur verzögert und in relativ groben Stufen rea¬ giert werden.

Die DE 196 53 479 Cl beschreibt ein Verfahren zur Prozessfüh- rung beim Bleichen von Faserstoffen. Dabei werden ein Zu- standsmodell und ein Prozessmodell zur Optimierung eines Bleichprozesses eingesetzt. Gemäß der DE 196 53 479 Cl werden an einem aus einer Stoffsuspension gewonnenen Probenblatt o- der an der StoffSuspension Messungen vorgenommen/, mit Hilfe derer die vorgenannten Modelle aufgestellt werden.

Grundlegende Probleme der Qualitätsregelung bei der Altpa¬ pieraufbereitung,, wie die gegenseitigen Abhängigkeiten der einzelnen Prozessstufen, z.B. Bleiche und Flotation, und die großen Totzeiten sind gegenwärtig nicht bzw. zumindest nicht zufriedenstellend gelöst.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Aufbereitung von Altpapier zu ermöglichen, wobei insbesondere den zuvor beschriebenen Problemen und den eingangs erwähnten gestiege¬ nen Anforderungen in der Papierindustrie Rechnung getragen wird.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren der eingangs genannten Art, wobei die Effizienz einer Prozessstufe hin¬ sichtlich der Verbesserung des mindestens einen Qualitätspa¬ rameters in dieser Prozessstufe bestimmt wird und wobei in einem Prozessleitsystem eine dynamische Abstimmung der ein¬ zelnen Prozessstufen unter Berücksichtigung der Gesamteffi- zienz des Prozesses erfolgt. Die Aufgabe wird auch gelöst durch eine Anlage gemäß Patentanspruch 18.

Erfindungsgemäß wird eine übergeordnete Qualitätsregelung für die Altpapieraufbereitung bereitgestellt, von der insbesonde- re Anlagen mit wechselnden Altpapierqualitäten profitieren. Erfindungsgemäß werden produkt- und/oder kundenspezifische Qualitätsvorgaben für den Fertigstoff mit äußerst geringen Kosten erreicht. Erfindungsgemäß werden nicht mehr nur ein¬ zelne Prozessstufen im Optimum gefahren, sondern es wird eine kostenoptimale Abstimmung der einzelnen Prozessstufen er¬ reicht. Dabei werden die einzelnen Teiloptimierungen der Pro— zessstufen verschaltet und die einzelnen Prozessstufen vom Eintrag des Altpapiers bis zum Fertigstoff werden zeitlich und kostenoptimal abstimmt, wobei Qualitätsschwankungen im Altpapier schnell und effizient berücksichtigt werden.

Mit Vorteil erfolgt die Abstimmung der einzelnen Prozessstu¬ fen durch schrittweise Anpassung der Prozessstufen. Derart wird durch eine sukzessive Annäherung an eine kostenoptimale Entwicklung des Qualitätsparameters eine optimale Abstimmung der Anlage mit verhältnismäßig geringem Aufwand erreicht.

Mit Vorteil erfolgt die Abstimmung der Prozessstufen als mo- dellprädiktive Regelung. Derart wird die Stabilität des Pro¬ zesses und der Regelung erhöht.

Mit Vorteil erfolgen Sollwertvorgaben im Rahmen der mo- dellprädiktiven Regelung für eine Prozessstufe unter Zuhilfe¬ nahme von Messungen vor dieser Prozessstufe. Derart können Schwankungen im Prozess, insbesondere solche, die auf eine Änderung der Altpapierqualität zurückgehen, besonders schnell berücksichtigt werden.

Vorzugsweise erfolgen Sollwertvorgaben für eine Prozessstufe unter Zuhilfenahme mindestens eines Modells für die Prozess¬ stufe. Derart wird eine geringe Reaktionszeit der Regelung sichergestellt.

Vorzugsweise wird das mindestens eine Modell adaptiert. Dies führt zu einer weiteren Erhöhung der Regelgenauigkeit.

Mit Vorteil wird die Effizienz einer Prozessstufe in Form ei¬ ner Kosteneffizienz in einem Modell hinterlegt. Derart wird gewährleistet, dass das Kosten-Nutzen-Verhältnis nicht nur einzelner Prozessstufen, sondern auch des Gesamtprozesses mit geringer Reaktionszeit bei Änderungen im Prozess optimiert werden kann.

Es ist zweckmäßig, dass die Qualitätsregelung einer Prozess¬ stufe durch ein der Prozessstufe zugeordnetes Regelmodul er¬ folgt. Derart werden unter anderem die Laufzeiten in der Pro¬ zessstufe überwacht, um den Zeitpunkt für erforderliche Ein¬ griffe zu berechnen.

Mit Vorteil arbeitet das Regelmodul modellprädiktiv. Basie¬ rend auf Daten und analytischem Wissen ist in einem derarti¬ gen Regelmodul die optimale Fahrweise einer Prozessstufe im¬ plizit hinterlegt.

Es ist zweckmäßig, den Weißgrad und/oder den Füllstoffgehalt als Qualitätsparameter zu verwenden. Der Weißgrad ist die wohl wichtigste optische Eigenschaft von Papier. Der Füll¬ stoffgehalt kann beispielsweise für die Bedruckbarkeits— Eigenschaften des Papiers maßgebend sein und beeinflusst auch den Weißgrad.

Mit Vorteil erfolgt die Ermittlung eines Wertes des mindes¬ tens einen Qualitätsparameters mittels mindestens eines Soft- sensors. Derart lässt sich die Entwicklung des Qualitätspara¬ meters im Laufe der Prozessstufen besonders effektiv überwa¬ chen.

Mit Vorteil erfolgt die Ermittlung eines Wertes des mindes- tens einen Qualitätsparameters online. Derart werden Werte besonders schnell bereitgestellt und die Reaktionsgeschwin¬ digkeit der Regelung wird wesentlich erhöht.

Zum effektiven Deinking von Altpapier ist es von Vorteil, wenn ein oder mehrere Prozessstufen als Flotation und/oder Bleiche ausgebildet sind. In einer Altpapieraufbereitung kann beispielsweise auf eine erste sogenannte Vorflotation eine Bleiche folgen, an die sich eine Nachflotation anschließt, der wiederum eine Bleiche nachgeordnet ist.

Die Effizienz einer als Bleiche ausgebildeten Prozessstufe kann besonders vorteilhaft als Verhältnis der Verbesserung des mindestens einen Qualitätsparameters in der Bleiche zu Energieeinsatz und/oder Chemikaliendosierung in der Bleiche bestimmt werden. Dies ist ein besonders zuverlässiger Ansatz zur Beurteilung der Effektivität der Bleiche.

Mit Vorteil wird die Effizienz einer als Flotation ausgebil¬ deten Prozessstufe in Abhängigkeit von der Verbesserung des mindestens einen Qualitätsparameters in der Flotation sowie in Abhängigkeit von Fahrweise, Deinking-Chemie und/oder Fest- Stoffverlusten in der Flotation bestimmt. Dieser Ansatz er¬ möglicht eine zuverlässige Beurteilung der Effektivität der Flotation.

Mit Vorteil ist mindestens ein Messort zur Messung eines Wer- tes des mindestens einen Qualitätsparameters noch vor der ersten als Flotation ausgebildeten Prozessstufe angeordnet. , Wird der Wert des Qualitätsparameters möglichst früh nach der Desintegration, spätestens jedoch vor der ersten Flotati¬ onsstufe, erstmals ermittelt, so ist dieser Wert zumindest annähernd repräsentativ für die Qualität des Altpapiers vor dessen Eintrag.

Mit Vorteil weist eine Vorrichtung zur Durchführung einer Prozessstufe eine Basisautomatisierung und mindestens ein der Basisautomatisierung überlagertes der Prozessstufe zugeordne¬ tes Regelmodul auf, das unter anderem beispielsweise Sollwer¬ te vorgibt und die Laufzeiten in der Prozessstufe überwacht.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nach- folgend anhand von Ausführungsbeispielen und in Verbindung mit den Zeichnungen verdeutlicht. Dabei zeigen: FIG 1 Prozessstufen und ausgewählte Messorte,

FIG 2 ein Beispiel für eine Entwicklung eines Qualitäts¬ parameters in der Altpapieraufbereitung.

FIG 3 eine schematische Darstellung einer Regelung mit sukzessiver Annäherung an eine kostenoptimale Ent¬ wicklung des Qualitätsparameters,

FIG 4 eine schematische Darstellung einer Regelung mit modellprädiktivem Ansatz,

Figur 1 zeigt mehrere Prozessstufen Pl bis P4 einer Altpa¬ pieraufbereitung sowie mehrere Messorte MO bis M4, die zwi- sehen den Prozessstufen Pl bis P4 bzw. vor oder nach Prozess¬ stufen Pl bis P4 angeordnet sind. An den Messorten MO bis M4 werden zur zeitnahen Erfassung von Qualitätsparametern online Messungen durchgeführt. Den einzelnen Prozessstufen Pl bis P4 sind Regelmodule Rl bis R4 zugeordnet.

Im Folgenden wird lediglich beispielhaft davon ausgegangen, dass die Prozessstufe Pl als Vorflotation die Prozessstufe P2 als Disperger-Bleiche, die Prozessstufe P3 als Nachflotation und die Prozessstufe P4 als Disperger-Bleiche ausgebildet sind.

Als Qualitätsparameter QP (siehe auch Figur 4) werden bei¬ spielsweise der Weißgrad, die Produktionsmenge, der Füll¬ stoffgehalt oder andere für die Papierqualität relevante Pa- rameter ermittelt. Der Qualitätsparameter QP kann z.B. am Altpapier, an der Altpapiersuspension, am Faserstoff bzw. am Fertigstoff ermittelt werden.

Am Messort MO, der vorzugsweise zwischen Grobsortierung und Vorflotation angeordnet ist, wird beispielsweise der Weißgrad des noch nicht deinkten Faserstoffs erfasst. Ein Weißgrad- Softsensor kompensiert die Einflussgrößen Stoffdichte, Fein- und Füllstoffgehalt und kann somit den Weißgrad eines noch nicht deinkten Probeblattes liefern. Der Messort Ml zwischen Vorflotation und Disperger-Bleiche lässt sich noch feiner un¬ terteilen in einen Messort MIa im Akzept der Vorflotation und einen Messort MIb nach der Eindickung. Hier wird mit Hilfe von Sensoren der Weißgrad eines Probeblattes ermittelt wer¬ den. Zwischen der Prozessstufe P2 und der Prozessstufe P3, also nach einer vorzugsweise oxidativen Disperger-Bleiche, ist ein weiterer Messort M2, vorzugsweise im Zulauf der Nachflotation angeordnet. Analog zu den Messorten MIa und MIb wird mit Sensoren an den Messorten M3a und M3b bzw. am Mess¬ ort M3 der Weißgrad des nachflotierten Stoffes erfasst. Am Messort M4 ermittelt beispielsweise ein Transmitter im Bleichrohr den Weißgrad des deinkten Fertigstoffs.

Das Regelmodul Rl bzw. R3 einer Flotationsstufe besteht vor¬ zugsweise aus einem modellbasierten Feedforward-Teil, um die Rejektrate an die Eigenschaften der Faserstoff-Suspension an¬ zupassen. In einem mit Prozessdaten unterstützten Flotations- modell, das auf Daten und analytischem Wissen basiert, ist die optimale Fahrweise für die Flotation implizit hinterlegt. Im Feedback-Teil des Regelmoduls Rl bzw. R3 wird die Vorher¬ sage mit der tatsächlich erreichten Weiße verglichen. Dieser Vergleich führt das Modell nach, da nicht alle Einflussgrößen bekannt sind und somit als fehlende Eingaben des Modells die Genauigkeit der Vorhersage begrenzen.

Ein besonderes Problem der Disperger-Bleiche, im Beispiel die Prozessstufen P2 und P4, sind hohe Verweilzeiten, die insbe- sondere von der aktuellen Anlagenauslastung abhängen. Dies begrenzt hier die Dynamik des Feedback-Teils, so dass der mo¬ dellbasierte Feedforward-Teil des Regelmoduls R2 bzw. R4 ei¬ ner Disperger-Bleiche den Prozess über eine deutlich längere Zeit als in der Flotation ohne Rückmeldung des Feedback-Teils steuern muss. Dies kann zumindest teilweise durch ein eigen¬ ständiges Totzeitmodell kompensiert werden. Figur 2 zeigt ein Beispiel für die Entwicklung eines Quali¬ tätsparameters QP in der Altpapieraufbereitung. Konkret wurde eine typische Weißgradentwicklung in einer Altpapieraufberei¬ tungsanlage dargestellt. Der Weißgrad ist die wohl wichtigste optische Eigenschaft von Papier und somit ein besonders wich¬ tiger Qualitätsparameter QP. Der Weißgrad wird vorzugsweise als ISO-Weißgrad im blauen Bereich des Spektrums bei einer Schwerpunktwellenlänge von 457 nm ermittelt.

Der Weißgrad desdeinkten Fertigstoffs wird durch Druckfarben¬ entfernung und Faserstoffbleiche erreicht. Figur 2 zeigt den Korridor der Weißgradentwicklung über die Prozessstufen Pl bis P4, Im Beispiel also Vorflotation, Dispergerbleiche, Nachflotation und Nachdispergierung mit abschließender reduk- tiver Bleiche. Dabei baut jede Prozessstufe P2 bis P4 auf dem Ergebnis der ein oder mehreren vorhergehenden Prozessstufe Pl bis P3 auf. So hängt die Vergrauung des Faserstoffes im Disperger vom Energieeintrag und der damit verbundenen Ver¬ schiebung der Größenverteilung von Druckfarbenpartikeln ab. Das geänderte Druckfarbenpartikelspektrum und die zugegebenen Bleichchem-ikalien beeinflussen wiederum die Effizienz der Nachflotation. Aber auch die Bleichestufen hängen vom Faser¬ stoff und seiner Vorgeschichte ab. In der Zeichnung ist der Weißgrad wie üblich in Prozent angegeben.

Die Druckfarbenentfernungen in den Prozessstufen Pl und P3, d.h. den Flotationen, werden vor allem durch Fahrweise, Dein- king-Chemie und Feststoffverluste beeinflusst. Die Disper— gerbleichen, d.h. die Prozessstufen P2 und P4, wobei die ers- te Dispergerbleiche, Prozessstufe 2, vorzugsweise eine Pero¬ xidbleiche aufweist, die zweite Dispergerbleiche, Prozessstu¬ fe P4, vorzugsweise eine Dithionitbleiche aufweist, werden insbesondere durch Energieeinsatz und Chemikaliendosierung beeinflusst. Ein besonders wesentlicher Faktor im Prozess der Altpapieraufbereitung sind die Kosten der unterschiedlichen Fahrweisen. Figur 3 zeigt schematisch eine Regelung mit sukzessiver Annä¬ herung an eine kostenoptimale Entwicklung des Qualitätspara¬ meters QP, z.B. des Weißgrads. Dabei werden die Veränderungen der Werte des Qualitätsparameters QP in den einzelnen Pro- zessstufen Pl bis P4 als Qualitätsänderungen di bis d4 ermit¬ telt. In Stufeneffizienzmodulen Kl bis K4 wird die Kostenef¬ fizienz in den Prozessstufen ermittelt und an ein Prozessef¬ fizienzmodul L weitergegeben. Eine Sollwertvorgabeeinheit S gibt einen Sollwert für den mindestens einen Qualitätsparame- ter QP am Ende des Aufbereitungsprozesses vor. Dieser vorge¬ gebene Sollwert wird auch an das Prozesseffizienzmodul L ge¬ geben. Mit Hilfe des Prozesseffizienzmoduls L und der Stufen- effizienzmodule Kl bis K4 werden schrittweise die Vorgaben für die Qualitätsänderungen in den einzelnen Prozessstufen Pl bis P4 in Richtung niedriger Kosten, d.h. insbesondere in Richtung niedriger Gesamtkosten, verändert, bis eine optimale Abstimmung der Anlage erreicht ist. Dabei wird die Einhaltung der Vorgaben der Sollwertvorgabeeinheit S gewährleistet. Die in Figur 3 gezeigte Regelung ist nicht auf ein Prozessmodell angewiesen, da Schwankungen der Faserstoffzusammensetzung und Änderungen des Anlagenzustands sich unmittelbar in den Pro¬ zessstufen Pl bis P4 und ihrer Kosteneffizienz niederschla¬ gen.

Figur 4 zeigt schematisch eine Regelung mit modellprädiktivem Ansatz. Die Regelung geht vom undeinkten Faserstoff aus, für den ein Wert für den Qualitätsparameter QP am Messort MO er¬ mittelt wird. Zunächst wird in einem ersten Schritt die kos¬ tengünstigste Aufteilung der Qualitätsänderung di bis d4, z.B. der Weißgradsteigerung, über alle folgenden Prozessstu¬ fen Pl bis P4 ermittelt. Dies erfolgt vorzugsweise in einem Sollwert-Korrekturmodul KMl. Sollwertvorgaben A1 bis Δ4 für die Prozessstufen Pl bis P4 werden vom Sollwert- Korrekturmodul KMl an ein Sollwert-Vorgabemodul KVl gegeben. Zur Ermittlung der kostengünstigsten Aufteilung der Quali¬ tätsänderung di bis d4 ist die Kosteneffizienz pro Prozess¬ stufe Pl bis P4 in mindestens einem Kostenmodell hinterlegt. Vorzugsweise ist für jede Prozessstufe Pl bis P4 ein Kosten¬ modell hinterlegt.

In einem Sollwert-Korrekturmodul KM2 erfolgt eine Neuberech- nung der kostengünstigsten Aufteilung der Qualitätsänderungen d2 bis d4, für die der Prozessstufe Pl nachgeordneten Pro¬ zessstufen P2 bis P4. In diese Neuberechnung gehen die Ergeb¬ nisse der Prozessstufe Pl mit ein. So werden für den Faser¬ stoff, der die Vorflotation durchlaufen hat, auf der Basis der Flotationsergebnisse neue Sollwertvorgaben berechnet. Da¬ mit gehen die Deinkbarkeit des Faserstoffs und der Anlagenzu— stand in die Qualitätsregelung ein. Es werden entsprechenden Sollwertkorrekturen A2 x bis A4 Λ im Sollwert-Vorgabemodul KV2 hinterlegt. Die Sollwertkorrekturen A2 Λ bis A4 Λ werden zur Korrektur der Sollwertvorgaben A2 bis A4 verwendet.

Dem Sollwert-Korrekturmodul KM3 stehen die Ergebnisse der Prozessstufe P2, der ersten Dispergerbleiche zur Verfügung, um die Vorgaben für die nachfolgenden Prozessstufen P3 bis P4 zu ermitteln. Es werden in analoger Vorgehensweise Sollwert¬ korrekturen A3 Λ Λ und A4 Λ Λ im Sollwert-Vorgabemodul KV3 hin¬ terlegt und verwendet. Dem Sollwert-Korrekturmodul KM4 stehen schließlich auch die Ergebnisse der Prozessstufe P3 für die Berechnung einer Sollwertkorrektur A4 "1^ zur Verfügung.

Die modellprädiktive Regelung arbeitet dynamisch. Der wesent¬ liche Vorteil liegt in der hohen Geschwindigkeit und der Sta¬ bilität durch den modellbasierten Feedforward-Teil. Derart können das Potential des Faserstoffs und der Prozessstufen Pl bis P4 optimal ausgenutzt werden. Qualitätsschwankungen gehen ebenso in die Steuerung ein wie eine veränderte Kostensitua¬ tion. Es ist ein Adaptionsmodul A vorgesehen, um die zur Sollwertermittlung verwendeten Modelle, die vorzugsweise in den Sollwert-Korrekturmodulen KMl bis KM4 implementiert sind, nachzuführen. Zur Verbesserung der verwendeten Modelle können neben den betriebsbedingten Schwankungen der Anlage im Rahmen von Versuchsläufen gezielt Fahrweisen geändert werden, um ein umfassendes Abbild in der Datenbasis der Modelle zu hinterle¬ gen. Durch die fortlaufende Abstimmung der Prozessstufen Pl bis P4 aufeinannder wird ein kostenoptimaler Betrieb der Alt¬ papieraufbereitung ermöglicht.

Die der Erfindung zugrundeliegende Lehre lässt sich im we¬ sentlichen wie folgt zusammenfassen:

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zur Auf- bereitung von Altpapier zu Fertigstoff in mehreren Prozess¬ stufen, wobei für den Weißgrad ein Sollwert für den Fertig¬ stoff vorgegeben wird, wobei der Weißgrad zwischen den Pro¬ zessstufen Pl bis P4 gemessen wird. Erfindungsgemäß wird die Effizienz einer Prozessstufe unter Berücksichtigung der an- fallenden Kosten hinsichtlich der Weißgradsteigerung bestimmt und es wird in einem Prozessleitsystem eine dynamische Ab¬ stimmung der einzelnen Prozessstufen unter Berücksichtigung der Gesamteffizienz, insbesondere der Gesamtkosteneffizienz, des Prozesses vorgenommen. Qualitätsparameter wie der Weiß- grad werden zeitnah erfasst und bewertet. Es erfolgt eine Mo¬ dellierung der Qualitäts- und Kostenentwicklung in den ein¬ zelnen Prozessstufen Pl bis P4 sowie eine dynamische, fort¬ laufende Abstimmung der Daten in den einzelnen Prozessstufen Pl bis P4. Die Gesamteffizienz der Altpapieraufbereitung wird so wesentlich gesteigert.

Vorbekannte Verfahren zur Altpapieraufbereitung reizen das Potential der Anlage und des Faserstoffs u.a. deshalb bei weitem nicht aus, weil gegenseitige Abhängigkeiten der Pro- zessstufen Pl bis P4 bei vorbekannten Verfahren nicht quanti¬ fiziert werden. Erfindungsgemäß wird nicht nur ein stabiler Anlagenbetrieb gewährleistet, sondern es können auch kurzzei¬ tige Änderungen der FaserstoffZusammensetzung und des Druck¬ farbengehalts berücksichtigt werden. Erfindungsgemäß werden die einzelnen Prozessstufen Pl bis P4 dynamisch abgestimmt, wobei die Gesamteffizienz des Aufbereitungsprozesses berück¬ sichtigt wird. Ein wesentlicher Faktor dabei sind die Kosten der unterschiedlichen Fahrweisen. Berücksichtigt werden Kos¬ ten für den Rohstoff Altpapier, Kosten für Chemikalien, Ener¬ gie und Entsorgung von RestStoffen. Die Bewertung der Quali¬ tätsparameter erfolgt in Abhängigkeit von Anlagenzustand und Zielvorgaben für den Fertigstoff. Auf Basis des Weißgrads und des Füllstoffgehalts sowie der Anlagenauslastung und den da¬ mit verbundenen Laufzeiten der Chargen werden die einzelnen Prozessstufen optimal aufeinander abgestimmt. Die erfindungs¬ gemäße Abstimmung der Prozessstufen erfolgt kontinuierlich, zeitnah und online während des laufenden Prozesses.