Utvärdering av hur aktiv akustisk mätning kan skapa en intelligentare process

Sammanfattning: I många processindustrier är det viktigt att kunna mäta processvätskors egenskaper på ett bra sätt. Detta går att göra på olika vis. Företaget Acosense AB producerar och säljer ett instrument för att analysera processvätskors egenskaper. Denna metod är en onlineanalys som baseras på aktiv akustisk spektroskopi. Onlineanalysen fungerar på så sätt att en ljudsignal med olika frekvenser skickas genom ett rör där processvätskan strömmar genom. På andra sidan röret sitter en sensor som registrerar ljudsignalen. Beroende på processvätskans egenskaper påverkas ljudsignalen olika mycket och på olika sätt. Det som mäts är hur ljudsignalen förändras. Vid Stora Enso Skutskär produceras pappers- och fluffmassa och anläggningen är en av de industrier som använder tekniken. Genom att i realtid mäta vissa egenskaper hos processvätskorna kan produktionen av massa effektiviseras. Examensarbetet går ut på att ta reda på hur bra tekniken fungerar för att analysera variablerna TOC(totalt organiskt kol), otvättad massakoncentration, tvättad massakoncentration och kappatal. Även en utvärdering av vilken nytta Stora Enso Skutskär kan ha av onlineanalysen görs. För att undersöka tekniken tas massaprover vid kokare 2 hos Stora Enso Skutskär. Proverna analyseras med avseende på de nämnda variablerna. Provresultaten kopplas sedan samman med akustiska spektrum som den akustiska mätutrustningen genererar. Tanken är att utvärdera om det går att analysera variablerna TOC, otvättad massakoncentration, tvättad massakoncentration och kappa med hjälp av akustiska spektrum och statistiska modelleringsmetoder. Denna sammankoppling görs med multivariat analys genom att skapa PCA- och PLS-modeller i programvaran SIMCA. Prover och akustiska spektrum som anses vara på något sätt fel eller icke representativt för massaprocessen eller den akustiska mätutrustningen utesluts för att inte påverka modellerna på ett negativt sätt. PLS-modellerna som tas fram för TOC, otvättad massakoncentration och tvättad massakoncentration har enligt SIMCA dåliga predikteringsförmågor. Även vid test med observationer som inte påverkar modellerna blir resultaten inte korrekta. Det få antalet observationer som modellerna bygger på tros vara en stor orsak till att modellernas predikteringsförmågor inte blir bra. Vid skapandet av PLS-modellen för kappa används betydligt fler observationer. Denna modells predikteringsförmåga blir bättre. För att kunna göra modellerna bättre föreslås att fler prover tas så att modellerna kan byggas upp av fler observationer. Genom att använda en fungerande akustisk onlineanalys går det troligen att effektivisera produktionen på fler än bara ett ställe vid Stora Enso Skutskär.