SOFA-systemet är baserat på en mätenhet/mätram som installeras tvärs banan i en pappers- eller kartongmaskin, se bilden nedan. Mättekniken i systemet är utvecklat på forskningsinstitutet Innventia (tidigare STFI-Packforsk). Enheten är fast monterad och mäter kontinuerligt hela tvärsprofilen (ingen traverserande utrustning). Systemet används för att karaktärisera ytviktsprofilen och hastighetsprofilen över hela maskinbredden tidsupplöst. Den signal som kommer från mätenheten bearbetas av systemets mjukvara och de parametrar och konturplotter som presenteras kan sedan användas för styrning av ytviktsprofil, fiberorientering och planhet hos produkten. På grund av sin tidiga placering i processen är återkopplingstiden under 5 sekunder, vilket också ger en möjlighet till processeffektivisering vid omställningar.

 

För att arbeta med optimering av ytviktsvariationer och fiberorienteringsfördelning, tillämpas styrning av hastighetsprofilen (hastigheten i maskinriktningen) i strålen från inloppslådan tvärs banan vilket kan ske genom att styra läppöppningen (tjockleken på strålen från inloppslådan) tvärs pappersmaskinen och/eller det spädprofilsystem som finns installerat på inloppslådan. Dessa två styrmöjligheter är standard på de flesta moderna pappers- eller kartongmaskiner.

 

SOFA-systemet är en helt ny typ av on-line optimeringssystem. Det finns idag inga system på marknaden som erbjuder samma funktion baserat på någon annan mätprincip. Det finns traverserande mätare i torränden av pappersmaskinen som mäter tvärsprofiler och vars signal används för att styra ytviktsprofil, fiberorientering och planhet hos produkten. Dessa mätare kräver dels traversering, dvs kan inte mäta på alla punkter tvärs banan samtidigt (vilket ger en sämre noggrannhet) och återkopplingstiden är minuter, vilket gör att det tar flera minuter att korrigera ett fel. SOFA-systemet kan, genom dess placering så tidigt i processen, ge återkopplingstider under 5 sekunder och dessutom kan systemet mäta på individuella skikt i kartongprodukter, vilket inte är möjligt idag med någon befintlig mätutrustning. Mättekniken ger därmed helt nya unika möjligheter att detektera för slutprodukten relevanta egenskapsvariationer, dimensioner och frekvens, vilket inte tidigare varit möjligt.

 

 

Bakgrund

Pappersindustrin är i dag en mogen bransch där många aktörer idag brottas med lönsamhetsproblem och därför ständigt jagar nya möjligheter att skära kostnader. Ett pappers- eller kartongbruks största kostnad vid tillverkning av dess produkter är kostnaden för fiberråvara och energi, vilken står för upp till 50 % av kostnaden. På grund av stora variationer i produkternas egenskaper, vilka uppstår under tillverkningsprocessen, använder man mer fiberråvara än vad som verkligen behövs för att uppnå produktspecifikationerna, en kedja är aldrig starkare än sin svagaste länk. Särskilt inom tillverkning av kartongprodukter är detta viktigt då dessa produkter säljs på funktion. Idag kan problemet med variationer inte angripas eftersom det inte finns någon teknik för att se dem on-line och därmed inga möjligheter att optimera processen. Att minska variationerna kräver dessutom kompetenser som idag inte finns tillgängliga på bruken.

 

SOFA kan hjälpa bruken att få kontroll över sina kvalitetsvariationer. Bedömningen, baserat på uppmätta variationer i ett flertal olika produkter, är att det finns en potential att minska förbrukningen av fiberråvara med upp till 5 %. För ett genomsnittligt nordiskt kartongbruk (500 000 ton/år) resulterar en 5 %-ig minskning av råvaruförbrukningen en besparing på ca 125 miljoner kr per år. Detta motsvarar en minskad råvaruförbrukning med 25 000 ton/år, vilket dessutom innebär en minskad energiförbrukning med 50 GWh/år. Denna minskning i energiförbrukning motsvarar ungefär 2 500 svenska normalvillor eller sju av de modernaste vindkraftverken.