NIR Anwendungen in der P&Z Industrie

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1 NIR Anwendungen in der P&Z Industrie Gerhard Gärtner 2, Arnold Präsent 1, Michael Schneeberger 1, Kathrin Zörweg 1 1 Tieto, ZSPM Manufacturing, Retail and Logistics 2 PTS, Heidenau Michael.schneeberger@tieto.com

2 Agenda Warum AP-Prüfung? Messmethoden der AP-Prüfung NIR Spektroskopie NIR-Messverfahren zur Altpapiersortierung und bewertung Vision Predictive Production Quality 2

3 Warum AP-Prüfung?

4 Warum AP-Prüfung? Stoffliche Wiederverwertung von Altpapier erfordert Abtrennung von unerwünschten Stoffen und Störstoffen (Kunststoffe, Metalle etc.) Definition was zu diesen Stoffen gehört wird bestimmt durch Verwendungszweck, sowie durch Vereinbarungen zwischen Marktteilnehmern, z.b. EN 643 beim Altpapier, und gesetzlichen Vorschriften, z.b. Altholzverordnung Methoden und Verfahren zur Detektion und Identifizierung der Störstoffe finden Anwendung sowohl zur Sortierung als auch zur Qualitätsbewertung Industrielle Anwendung findet vor allem die Nahinfrarot (NIR)-Messtechnik in der Altpapier - Sortierung und - Qualitätsbewertung 4

5 Warum AP-Prüfung? Anforderungen an zu entwickelnden Methoden und Verfahren von Seiten der Papierindustrie: Die Kontrolle muss direkt am Wareneingang erfolgen. Es darf keine wesentliche Unterbrechung der Wareneingangs- bzw. der Produktionsprozesse geben. Die Verfahren müssen für industrielle Dimensionen ausgelegt sein. Die Kontrolle muss zerstörungsfrei erfolgen. Ein Verfahren soll möglichst mehrere Qualitätsparameter erfassen können. 5

6 Messmethoden der AP-Prüfung

7 Messmethoden der AP-Prüfung bei Eingangskontrolle? 7

8 Messmethoden der AP-Prüfung bei Eingangskontrolle? 8

9 Messmethoden der AP-Prüfung bei Eingangskontrolle? 9

10 NIR-Spektroskopie

11 NIR Spektroskopie 11

12 NIR Spektroskopie Vorteile der NIR-Spektroskopie Schnelligkeit der Messungen (ms-bereich) Zerstörungsfreie und berührungslose Messung Einsatzmöglichkeit für gleichzeitige Identifizierung und quantitative Bestimmungen von mehreren Stoffen oder Komponenten Möglichkeit der Online-Messung Gleichzeitige Messung an mehreren Messpunkten möglich 12

13 NIR Spektroskopie Folgende Parameter des Altpapiers können mit NIR bestimmt werden Anteil an deinkbaren Papieren Verhältnis von Zeitungen / Illustrierten Aschegehalt Feuchte Anteil von Verpackungspapieren (Wellpappe, grauer Karton) Anteil papierfremder Bestandteile (Kunststoffe, Holz,Textilien) Anteil Flexodruckzeitungen Anteil lackbeschichteter Magazincover (Dispersions- und UV-Lack) 13

14 NIR-Messverfahren zur Altpapiersortierung und bewertung

15 NIR-Messverfahren zur Altpapiersortierung und bewertung 15

16 NIR-Messverfahren zur Altpapiersortierung und bewertung 16

17 NIR-Messverfahren zur Altpapiersortierung und bewertung Qualität der Lieferung Norm erfüllt Ja/Nein Feuchte? Preis der Lieferung Einsatzkontrolle für Produktqualität 17

18 NIR-Messverfahren zur Altpapiersortierung und bewertung 18

19 NIR-Messverfahren zur Altpapiersortierung und bewertung 19

20 NIR-Messverfahren zur Altpapiersortierung und bewertung 20

21 Vision Predictive Production Quality

22 Vision Predictive Production Quality HMI³-Optimizer Datamining Sim/Opt. Modelle APC MES- Plandaten Fasermix Chemikalien & Hilfsmittel NIR Lagerlogisti k AP- Aufbereitun g Papier- Herstellung Qualität (z.b. Festigkeit, Weiße, Asche) Kosten Produktionsrate Runability Q 1 Q 2 Q 3 22

23 Fallstudie Predictive Production Quality HMI³-Optimizer Datamining Sim/Opt. Modelle APC MES- Plandaten NIR Lagerlogisti k Q 1 Q 2 Q 3 AP- Aufbereitun g 30% Q1, 20%Q2 20% Q1, 20%Q2, 20% Q3 Fasermix Chemikalien & Hilfsmittel Papier- Herstellung 50% Frischfaser 40% Frischfaser Qualität (z.b. Festigkeit, Weiße, Asche) Kosten Produktionsrate Runability 23

24 Vision Predictive Production Quality HMI³-Optimizer Datamining Sim/Opt. Modelle APC MES- Plandaten ohne Lagerlogistik NI R AP- Aufbereitun g Fasermix Chemikalien & Hilfsmittel Papier- Herstellung Qualität (z.b. Festigkeit, Weiße, Asche) Kosten Produktionsrate Runability 24

25 Michael Schneeberger Tieto, ZSPM Manufacturing, Retail and Logistics