Dynamic Modeling and Control Strategies for Retention and Formation on a Paper Machine using a Microparticulate Retention Aid System

제지 기계의 습부 공정을 안정화시키고, 또한 종이의 지필도에 악영향을 끼치지 않으면서 종이의 기계방향 물성의 변이를 줄이기 위해서, 보류도와 지필도 공정을 동시에 제어하기 위한 제어전략들이 개발되었다. 보류도와 지필도에 미치는 주 변수들에 관한 연구를 양이온성팜(CPAM)/벤토나이트 보류제와 파일럿 제지 기계를 사용하여 수행하였다. 마이크로파티클 보류제 첨가량이 보류도와 지필도에 미치는 영향을 설명하기 위해서 deposition efficiency 모델과 bridging strength 모델을 개발하였다. 제지 기계 보류 공정의 동특성 모델을 질량수지분석을 사용해서 개발하였다. 지료화학 변수의 효과를 모델에 포함하기 위해서, 보류도를 작업조건들에 의존하는 변수로 모델에 포함시켰다. 또한 지필도의 실험적 모델을 개발하고 보류공정을 위한 동특성 모델들과 연계해서 지필도의 동특성을 모사하였다. 여러 제어 전략들이 시뮬레이션상에서 실험되어졌다. 평량과 종이의 회분율 대신에 종이내의 펄프 질량과 충전제 질량을 제어하면 decouper를 사용하지 않고도 두 제어 루프간 상호작용을 줄일 수 있음을 보였다. 지필도의 제어를 위해서, 헤드박스 펄프 농도제어와 폴리머유량과 벤토나이트 유량의 비율제어를 제안하였다. 지종 변경시 백수농도의 설정값을 계산하는 문제를 해결하였다. 또한, 평량, 회분율, 백수농도 및 헤드박스 펄프 농도의 다변수제어가 논의되었다.