3 minProzess­automationVeröffentlicht am 5. November 2024

Wenn’s schnell gehen soll: IR-Sensor von ABB ermittelt Papierfeuchte zügig

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Papier nutzen wir überwiegend im trockenem Zustand – beim Schreiben, Drucken oder Verpacken. Ganz anders sieht es während der Herstellung aus: Hier ist Papier die meiste Zeit über feucht, und das ist auch gut so. Der Wassergehalt liefert wichtige Aufschlüsse über das Gewicht und die spätere Qualität. Wie viel Wasser das Papier enthält, lässt sich mit hoch performanten Sensoren wie dem HPIR-R von ABB äußerst schnell ermitteln.

Damit aus Holz Papier wird, durchläuft der Rohstoff einen mehrstufigen Prozess. Immer mit dabei: Wasser, das unter anderem beim Dämpfen von Holz und beim Kochen des Zellstoffs zum Einsatz kommt. Wie viel von dem wichtigen Element gerade vorhanden ist, müssen Hersteller zu jedem Zeitpunkt zuverlässig ermitteln können. Vor allem das Wasser- und Trockengewicht spielen in der Branche eine wesentliche Rolle: Über das Wassergewicht lässt sich ermitteln, welchen Aufwand – und damit welche Energie – das Trocknen verursacht. So lassen sich wertvolle Rückschlüsse auf die damit verbundenen Energieverbräuche ziehen. Wer das Trockengewicht kennt, kennt auch die Menge an Einsatzstoffen – und kann so deren Kosten berechnen.

Schnelles Messen mit Infrarotstrahlung

Doch wie können Hersteller zuverlässig feststellen, welchen Wassergehalt das Papier zu welchem Zeitpunkt während der Herstellung aufweist? Die Messung der Oberflächenfeuchtigkeit dient als wichtiges Hilfsmittel, das zum Glück nicht länger auf die hemdsärmeligen Methoden vergangener Jahrhunderte angewiesen ist. Statt den Feuchtigkeitsgehalt wie früher mit dem bloßen Auge oder einem Stock zu prüfen, setzen Papierhersteller auf moderne Sensorik. Doch nicht irgendwelche: Messungen mit Infrarot-Spektroskopie haben sich bewährt, da IR-Strahlung die Moleküle von Papier- und Wasser in Schwingung versetzt. Dabei entsteht Energie, die sich erfassen lässt und Aufschlüsse über die molekulare Struktur sowie die Oberflächenfeuchtigkeit liefert.

Entsprechende IR-Feuchtesensoren haben aus Messgründen lange mit unterbrochenen IR-Strahlung gearbeitet. Mit den immer schnelleren Prozessen der Industrie kann diese Technologie jedoch nicht mithalten. ABB hat deshalb einen Sensor mit kontinuierlichem IR-Strahl entwickelt.

Mit dem HPIR-R steht Papierherstellern ein Feuchtesensor zur Verfügung, der die Oberflächenfeuchtigkeit und Oberflächentemperatur von Papier während der Herstellung in Sekundenschnelle präzise und laufend erfasst. Bis zu 5.000 Feuchtigkeitsmessungen pro Sekunde nimmt der IR-Sensor vor und spielt die Messdaten digital aus.

Unternehmen erleichtert das die Entscheidungsfindung vor Ort oder auf Führungsebene, beispielsweise wenn es darum geht, Feuchtigkeitssollwerte entlang des Prozesses zu ermitteln und Feuchtigkeitsprofile zu verbessern.

ABB bietet damit die aktuell schnellste Feuchtemessung auf dem Markt an. Hinzu kommt, dass IR-Sensoren eine große Bandbreite an Produkten abdecken, vom leichten Tissuepapier bis zum robusten Karton – unabhängig davon, ob die jeweiligen Ausführungen keine Feuchtigkeit aufweisen oder sich an der Sättigungsgrenze befinden. Das Messen erfolgt in jedem Fall zügig und zuverlässig.

Robuster Sensor, kompaktes Design

Doch damit nicht genug: Die von ABB verwendeten Lichtwellenleiter – spezielle Einzelfaserbündel, die IR-Energie an Detektoren weiterleiten – sind hocheffizient, vibrations- und temperaturunempfindlich: Der HPIR-R ist für Umgebungstemperaturen bis 125 °C und die Messung von Feuchtigkeitskonzentrationen zwischen 0 und 70 Prozent über eine große Bandbreite von Trockengewichten vom leichtesten Tissue-Papier bis hin zum schwersten Karton ausgelegt. Dafür hat ABB alle optoelektronischen Komponenten in einem luftgekühlten, temperaturgeregelten Gehäuse untergebracht. So kann der HPIR-R möglichst lange seinen Dienst leisten.

Sollte es doch einmal zu Reparaturen kommen, müssen Techniker nicht allzu viel Zeit einplanen: Der Sensor lässt sich vor Ort reparieren, wobei das Personal bei den meisten Reparaturschritten lediglich Teile austauschen muss. Ein Innensechskantschlüssel und wenige Minuten reichen dafür aus. Somit gewährleistet der HPIR-R von ABB eine hohe Verfügbarkeit und niedrigere Gesamtbetriebskosten als vergleichbare Lösungen, und das bei platzsparender Bauweise: Die Feuchtesensoren sind so konstruiert, dass sie eine kompakte und leichte Bauweise der mit ihnen bestückten Messinstrumente ermöglichen. Präzise Ergebnisse auf kleinem Raum sind damit kein Widerspruch.

Mehr zum ABB Hochgeschwindigkeits-Feuchtesensor erfährst du in unserem Hintergrundartikel

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