Ученые Пермского Политеха разработали систему диагностики воды для ЦБП
Производство бумаги и картона относится к числу технологически сложных промышленных процессов и требует значительного объема воды. На предприятиях отрасли применяется замкнутый цикл водоснабжения: вода очищается и используется многократно.
Однако при многократном использовании даже после очистки в воде сохраняются органические примеси — частицы древесного волокна и реагентов. Их накопление создает благоприятную среду для размножения бактерий и других микроорганизмов, что влияет на химический состав воды, приводит к закисанию и ухудшению качества продукции — бумага теряет прочность, увеличивается объем брака.
Контроль состояния воды на предприятиях осуществляется с помощью периодических лабораторных анализов: технологи отбирают пробы и на основе полученных данных принимают решения о корректировке технологических параметров, например, о добавлении реагентов для подавления микроорганизмов. Но лабораторный метод не позволяет отслеживать изменения в реальном времени. Результаты анализов поступают с задержкой, что делает оценки специалистов некорректными и снижает эффективность принимаемых решений.
По данным статистики, ежегодно в России производится более 10 млн тонн бумаги, картона и санитарно-гигиенической продукции. Даже небольшой процент брака оборачивается потерями миллионов рублей, которые закладываются в себестоимость продукции и в итоге ложатся на потребителей.
Ученые Пермского Политеха разработали автоматизированную систему диагностики воды, работающую в реальном времени. Она позволяет выявлять отклонения качества воды на этапе возникновения условий для размножения бактерий, до того как ухудшаются свойства готовой продукции.
Система основана на математической модели, учитывающей три ключевых параметра: температуру, уровень кислотности и содержание органических загрязнений. В производственных условиях эти показатели измеряются датчиками, данные поступают в промышленный компьютер, где модель обрабатывает их и вычисляет единый показатель состояния воды.
Старший преподаватель кафедры «Микропроцессорные средства автоматизации» ПНИПУ Ольга Билоус пояснила, что для проверки модели использовались данные экспериментальных исследований с реального предприятия. Ученые подставили эти данные в модель и сопоставили результаты с фактическими изменениями качества продукции. Расчеты совпали с тем, что происходило на производстве: чем больше отклонялся диагностический показатель от нормы, тем хуже становились свойства бумаги.
Дополнительно исследователи определили допустимые значения диагностического показателя — критерии, позволяющие системе отличать норму от отклонения и автоматически подавать сигнал при ухудшении состояния воды. Это позволяет предприятиям оперативно корректировать параметры очистки без участия человека.
Преимущество системы — скорость работы, в несколько раз превышающая лабораторный метод, и полная автоматизация. Использование разработки позволит сократить объемы бракованной продукции, снизить расход химических реагентов и уменьшить количество испорченной воды. В зависимости от масштабов предприятия экономический эффект может составить от сотен тысяч до нескольких миллионов рублей в год, что напрямую влияет на снижение себестоимости продукции.
Источник и фото: Пермский Политех
