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Système d'analyse en ligne de la qualité des copeaux de bois

Feng Ding, ing. - CRIQ
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Pour les usines de pâtes et papiers, la qualité des copeaux de bois qui entrent dans la fabrication de la pâte a un impact majeur sur le contrôle de la performance du procédé ainsi que sur la qualité du produit. Jusqu'à tout récemment, la principale difficulté était de mesurer en continu la qualité des copeaux.

Pour résoudre ce problème, les chercheurs du CRIQ ont développé, il y a quelques années, le CMS (« Chip Management System »). Cet équipement détermine la qualité des copeaux de bois en mesurant, entre autres, leur luminance à l'aide de différentes technologies de vision numérique (caméra couleur et détecteur proche infrarouge) et de détection (distance, température et humidité). Or, en analysant l'importance de chacune des caractéristiques physiques des copeaux de bois, il est apparu que la densité était un critère très important pour déterminer la variation des essences et pour contrôler les procédés de mise en pâte P.T.M. et kraft.

 

 

 

Les chercheurs du CRIQ ont donc mis au point le CMSE. Ce nouveau système multifonction d'analyse des copeaux intègre au CMS un nouvel appareil, le CWS (« Chip Weighing System »).

Le CWS est un système de pesée qui inclut des cellules de charge, des encodeurs et des senseurs volumiques. Les cellules de charge fournissent instantanément le poids des copeaux sur le convoyeur tandis que les encodeurs montrent la position de la vis de déchargement des copeaux et la vitesse du convoyeur à chaque instant. De plus, le senseur proche infrarouge envoie un signal de variation de la hauteur du lit de copeaux en défilement sur le convoyeur, ce qui permet d'estimer le profil du lit de copeaux. Ainsi, en tenant compte de la vitesse de la courroie du convoyeur, le débit volumique de copeaux peut être déterminé.

En utilisant les informations fournies par les senseurs du CWS, les chercheurs ont développé un algorithme qui permet de calculer la masse humide, la densité en vrac et le volume des copeaux. En intégrant ces nouvelles données aux signaux du CMS, la fraîcheur des copeaux, leur teneur en humidité, la masse sèche, leur densité en vrac, leur densité basale, etc. peuvent être déterminées.

 

Amélioration du rendement de mise en pâte

Le rendement de la mise en pâte est basé sur le ratio « quantité de pâte séchée au four/quantité de copeaux secs nécessaire pour produire cette pâte ». Jusqu'à présent, puisqu'il n'y avait pas de système d'analyse en ligne de la qualité des copeaux, l'opérateur, en présumant que les caractéristiques des copeaux étaient constantes, établissait la séquence de remplissage du lessiveur « digester » selon le volume de copeaux et un temps de cuisson fixe. Ces paramètres (ou critères) n'étaient pas suffisamment représentatifs pour assurer un rendement maximal de mise en pâte.

Depuis le début de l'année 2006, grâce au CMSE, la masse sèche est mise à profit afin d'optimiser le remplissage du lessiveur. Désormais, pour un lessiveur donné, il est possible d'ajouter plus de copeaux (11,2 %) et d'augmenter la fabrication de pâte d'environ 12,9 %.

 

Avantages et bénéfices conférés par le CMSE

Les données précises générées par le CMSE permettent désormais à l'usine :

  • d'augmenter sa productivité et son rendement; 
  • de diminuer sa consommation de liqueur blanche et d'énergie ainsi que son pourcentage de rejets.

Les essais réalisés en usine en 2006, ont permis d'augmenter le rendement net de mise en pâte de 1,1 % et de réduire les rejets de 0,4 %, en comparaison avec l'année 2005. Au seul titre de l'achat des copeaux, l'utilisation du CMSE a permis de réaliser des épargnes de 428 000 dollars canadiens. C'est sans compter l'économie substantielle liée à la réduction de 0.8 % de l'utilisation de liqueur blanche et les autres avantages inhérents à la production et à la commercialisation d'une pâte de meilleure qualité ainsi qu'à l'économie d'énergie.

L'utilisation conjointe du CMS avec le CWS, combinée avec les autres efforts faits par l'usine (contrôle du coût de main-d'oeuvre et des matériaux et autres), a permis d'abaisser le coût de la production d'une tonne de pâte de 7,7 % et de réaliser une économie de 2 200 000 dollars canadiens pour une production annuelle de 64 000 tonnes de pâte. La moitié de cette économie est attribuable au CMSE.

Si vous avez des questions concernant cette technologie, vous pouvez contacter :

Monsieur Feng Ding, ing.
1 800 667-2386, poste 2628
feng.ding@criq.qc.ca

 

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