La produzione integrata di cartone consiste in una serie di processi unitari che generano continuamente grandi quantità di dati di processo. La produzione è ad alta intensità energetica e le variazioni devono essere prese in considerazione per ottenere il processo di produzione ottimale. Una nuova tesi presso l'Università di Karlstad mostra come diversi modelli matematici possono essere applicati ai processi in aspetti di miglioramento della qualità del prodotto e riduzione del consumo energetico.

"Ho studiato le condizioni che esistono per modelli statistici e meccanicistici per prevedere le proprietà della pasta di legno e del cartone e per una maggiore efficienza energetica, "dice Daniel Ekbåge, che ha difeso con successo la sua tesi di dottorato sulla modellazione dei processi nella produzione di pasta di legno e carta.

Il processo produttivo di pasta di legno e carta è configurato da più processi unitari che creano una rete di flussi costituita da trucioli di legno, pasta chimica, pasta meccanica, cartone e altri componenti importanti. Sia le misurazioni di processo che quelle di qualità sono utilizzate per monitorare e controllare i processi, che vengono continuamente raccolti nel sistema dei dati di processo. I dati di processo contengono preziose informazioni sui modelli sottostanti e sulla variabilità, e con l'uso di analisi statistiche e multivariate, è possibile ottenere informazioni su come ottenere variazioni ridotte e previsioni di proprietà importanti.

Modellazione di processo della qualità e dell'energia del prodotto

Gran parte dello studio riguarda il processo meccanico della pasta in cui i trucioli di legno vengono miscelati con sostanze chimiche prima di essere lavorati con carichi meccanici a temperatura elevata nel raffinatore. Alcune delle sfide in questo processo sono il consumo di elettricità e che i dati di processo vengono misurati spesso, mentre le proprietà della polpa sono misurate meno spesso, che è sfavorevole in termini di ottimizzazione. Per studiare le condizioni per un modello dinamico e modelli di regressione multipla, questi sono stati applicati ai dati del processo e della pasta per studiare le previsioni della disidratazione e della resistenza della pasta. La tesi di dottorato consiste in diversi sottostudi che includono il recupero energetico nel processo di evaporazione, modellazione delle proprietà di resistenza del cartone e mappatura dello sviluppo delle proprietà nel materiale durante un cambio di qualità.

"I dati di processo e di qualità allo stabilimento sono una risorsa preziosa che può consistere anche in correlazioni complesse. È stato interessante studiare come le moderne tecniche di calcolo possano fornire supporto per una migliore produzione e il mio studio sottolinea anche l'importanza della combinazione di conoscenze su entrambi il processo e i diversi metodi di modellazione quando si valuta l'applicabilità di un modello nel processo di produzione, " dice Daniel Ekbåge.