Prechod na infračervenú technológiu priniesol množstvo výhod

Papierenský závod na výrobu vreckoviek spoločnosti Essity (v minulosti známej ako SCA Hygiene Products) vo švédskom meste Lilla Edet plánoval prechod na moderné technológie v rámci meracieho zariadenia papierenského stroja PM8. Cieľom modernizácie bolo zároveň predĺžiť životnosť meracieho skenera na ďalších papierenských strojoch v rámci výrobného závodu. Podarilo sa to vďaka riešeniu postavenému na využití infračervenej technológie merania vlhkosti a hmotnosti pozdĺž papierového pradiva – snímača HPIR-FW (High Performance Infrared Weight and Moisture Sensor).
Prechod na infračervenú technológiu priniesol množstvo výhod

Obr. Spoločnosť Essity vyrába v závode v meste Lilla Edet ročne okolo 100 000 ton toaletného papiera a papierových utierok. Aby sa jej podarilo zabezpečiť, že všetky vlastnosti papiera spĺňajú požadované vlastnosti, treba spojito merať hmotnosť a vlhkosť vyrábaného papiera.

Spoločnosť Essity vyrába v závode v meste Lilla Edet ročne okolo 100 000 ton toaletného papiera a papierových utierok v kategórii Away From Home. Aby sa jej podarilo zabezpečiť, že všetky vlastnosti papiera spĺňajú požadované vlastnosti, treba spojito merať hmotnosť a vlhkosť vyrábaného papiera.

Merania sa vykonávajú ručne (operátor štyrikrát za zmenu vyhodnocuje vo vlastnom laboratóriu podniku vzorky papiera) aj automaticky – online pomocou meracích skenerov inštalovaných na papierenských strojoch. Každý skener pozostáva z meracích snímačov snímajúcich 600 meraných bodov počas prechodu papierového pradiva, čo operátorovi umožňuje spojito kontrolovať požadované vlastnosti vyrábaného papiera.

„Papierenský stroj PM8 vyrába rýchlosťou 1 800 m/min., pričom šírka papiera dosahuje takmer 4 m. Odchýlka medzi plánovanou hmotnosťou a aktuálnym výstupom čo i len o 0,1g/m2 môže výrazne ovplyvniť vlastnosti vlákna aj kvalitu papiera,“ konštatuje Mikael Pettersson, procesný inžinier v závode Essity v Lilla Edet. „V konečnom dôsledku tieto odchýlku ovplyvňujú ekonomiku a celkovú ziskovosť nášho podniku.“

PM8 je jedným z troch papierenských strojov v závode a každý z týchto strojov je vybavený skenerom od ABB. Zariadenie bolo nainštalované ešte v roku 1990 a spoľahlivo pracovalo až doteraz. Avšak chemický prvok promethium, ktorý je mierne rádioaktívny, bol v tom čase štandardom pre tieto typy snímačov. Jeho výkon postupom času degradoval a objavili sa aj iné výzvy. „Mať zdroj žiarenia vo výrobnej prevádzke je, samozrejme, nevýhoda. Museli sme dodržiavať rôzne bezpečnostné predpisy pri manipulácii a uskladnení tohto zariadenia, napr. museli sme mať vytvorenú pozíciu referenta ochrany pred radiáciou, generovať hlásenia pre Úrad ochrany pred radiáciou a ďalšie zdroje radiácie znamenali tiež len náklady pri skladovaní a manipulácii. Zbavenie sa zdrojov radiácie je pre nás prínosom, nehovoriac o životnom prostredí. Keď som ešte pracoval na údržbe, nebol to žiaden dobrý pocit, keď sme mali rozoberať zariadenia a vedeli sme, že je tam zdroj žiarenia,“ hovorí M. Pettersson.

Nahradiť, znovu použiť a odstrániť

Promethium, ako všetky rádioaktívne materiály, má svoj polčas rozpadu, čím sa postupne znižuje jeho intenzita a nakoniec nebude pri meraní fungovať dostatočne. V roku 2015 to bol práve tento dôvod, prečo sa spoločnosť rozhodla pre jeho náhradu na jednom z papierenských strojov a zároveň pre modernizáciu meracieho skenera na papierenskom stroji č. 8. Hans Stanberg, zástupca spoločnosti ABB, pre zákazníka v Lilla Edet potom navrhol nainštalovať nový snímač využívajúci infračervené svetlo s označením HPIR-FW na PM8 a následne presunúť snímače z tohto stroja, ktoré boli novšie, na iný papierenský stroj so staršími snímačmi.

Takéto jednoduché riešenie malo hneď niekoľko výhod – dva snímače boli nahradené jedným, mohol sa eliminovať jeden zdroj radiácie vďaka jeho náhrade za infračervený snímač a navyše iný papierenský stroj získal modernejší skener. Merací skener na PM8 obsahoval pred modernizáciou v rámci meracej hlavy jeden snímač vlhkosti a jeden snímač hmotnosti. Nový snímač s infračervenou technológiou HPIR-FW nahrádza obidva snímače, pretože ide o kombinovaný snímač schopný naraz snímať obsah vlhkosti aj hmotnosť vlákien. Snímač je kompatibilný s najnovšou technológiou od ABB – Network Platform a nevyžaduje nič navyše, ako len aktuál­ne naplánovanú modernizáciu elektroniky do meracieho skenera. Netreba meniť ani meraciu hlavu, ani merací skener, čím sa ušetrí čas, zdroje aj prostredie.

Bude to fungovať?

Nakoľko technológia merania využívajúca infračervené svetlo je relatívna nová, mali operátori papierenských strojov pochybnosti, či to bude správne fungovať. Budú meranie a jeho výsledky také presné, ako potrebujú? „Vzhľadom na to, že sme extrémne závislí od presnosti merania, niet divu, že v prípade zavádzania nových technológií merania sme skeptickí,“ hovorí M. Pettersson. H. Stenberg chápal tieto pochybnosti, a preto mal jeden nápad: namiesto okamžitej náhrady pôvodného snímača navrhol paralelne nainštalovať aj nový infračervený snímač, ktorý by počas testovacieho obdobia meral spolu s pôvodnými dvomi snímačmi. Takýmto spôsobom mohli operátori vyhodnotiť presnosť nového snímača bez rizika zníženia kvality výsledného produktu. Následne bol nový snímač nainštalovaný počas plánovanej odstávky. Testovacie obdobie trvalo tri mesiace a získané merania ukázali, že spoľahlivosť merania bola minimálne na takej dobrej úrovni ako s pôvodnými snímačmi. Po skončení testovania boli staré snímače demontované zo starého meracieho skenera PM8 a nainštalované na papierenský stroj, kde uplynul čas použiteľnosti radiačného zdroja v jeho meracom skeneri.

Výsledky modernizácie

M. Pettersson sa z nového riešenia mimoriadne tešil. „Získali sme rovnakú spoľahlivosť ako predtým a mohli sme bez problémov ďalej vyrábať, a to bez ostatných činností, ktoré si zdroj radiácie vyžadoval.“ Po náhrade dvoch snímačov za jeden sa zjednodušila aj údržba. Navyše nový snímač je chladený vzduchom, zatiaľ čo predchádzajúce snímače museli byť chladené vodou, čo stále predstavovalo riziko pre elektronické komponenty. Keďže riešenie s novou technológiou sa osvedčilo, plánuje závod v Lilla Edet ich využitie aj na ďalších papierenských strojoch.

Zdroj: Changing to infrared technology provides numerous advantages for tissue paper mill. Prípadová štúdia ABB. [online]. Citované 4. 6. 2018. Dostupné na: https://new.abb.com/pulp-paper/abb-in-pulp-and-paper/articles/changing-to-infrared-technology-provides-numerous-advantages-for-tissue-paper-mill.