Procedimiento y dispositivo para la medición en línea del contenido de plastificante de una varilla de filtro continua.

Procedimiento para la medición en línea de un plastificante en una varilla de filtro continua (7) en una máquina para fabricar varillas de filtro,

con las siguientes etapas de procedimiento:

- medición de un desplazamiento de la resonancia (A) y un ensanchamiento de la línea (B) con un resonador de microondas (10) al paso de una varilla de filtro continua (7),

- determinación de una masa por longitud de plastificante a partir de las variables de medición (A, B) del resonador de microondas, estando el procedimiento caracterizado por las etapas de:

- medición (13) de una masa de referencia de plastificante aplicado por tiempo con la aplicación (4) del plastificante (17) sobre la banda de estopa de filtro,

- determinación de una masa de referencia promedio por longitud de plastificante a partir de la masa medida aplicada a lo largo de un periodo de tiempo,

- cálculo del promedio de los valores para la masa por longitud de plastificante, determinados mediante el uso de las variables de medición del resonador de microondas, a lo largo del mismo periodo de tiempo en el que se determina la masa de referencia de plastificante,

- determinación de una desviación entre el valor de referencia promedio para la masa por longitud y la masa promedio por longitud, y

- corrección de la masa por longitud determinada a partir de las variables de medición del resonador de microondas de acuerdo con la desviación determinada.

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DESCRIPCIÓN

Procedimiento y dispositivo para la medición en línea del contenido de plastificante en una varilla de filtro continua.

La presente invención se refiere a un procedimiento y un dispositivo para llevar a cabo mediciones en línea de un plastificante en una varilla de filtro continua de una máquina para fabricar varillas de filtro.

En el documento EP1325683A2 se describe un procedimiento y un dispositivo para producir una hebra de fibra de la industria del procesamiento de tabaco a partir de un material de filtro que posee al menos tres componentes. El 10 material de filtro se combina para dar lugar a una varilla de filtro continua usando un embudo de entrada, y se determinan las proporciones de los tres componentes presentes en la hebra de fibra. Para medir las proporciones, al menos una parte se mide usando ondas electromagnéticas en un primer intervalo de longitudes de onda, mientras que otra parte se mide usando ondas electromagnéticas en un segundo intervalo de longitudes de onda. Además, se proporciona un sistema de medición por microondas con un cabezal medidor, que posee un generador de 15 microondas y un detector de microondas. Los dos valores se miden y se evalúan en el sistema de medición de microondas; lo cual permite establecer ciertas premisas en cuanto a la proporción de agua y la proporción común en la hebra de los componentes químicamente similares, plastificante y estopa de filtro. En este caso se usa el procedimiento de medición de acuerdo con el documento EP0791823A2. El procedimiento de medición solo se puede usar cuando sea posible detectar diferentes componentes del material mediante distintos intervalos de frecuencias.

En el documento EP1895291 se describe un puesto de medición de varillas de filtro que está provisto de una unidad de medición que mide al menos la masa de una varilla de filtro y la caída de presión de la varilla de filtro, en la que se proporciona un dispositivo de medición por microondas para medir la masa del plastificante y/o el contenido de humedad y/o la masa en seco de la varilla de filtro. Se trata de mediciones de tipo at-line, en las que la muestra que se mide se retira del proceso de producción para someterla a la medición de la masa de la varilla de filtro, la caída de presión de la varilla de filtro y a la unidad de medición por microondas. Por lo tanto, la operación at-line solo puede detectar una parte minúscula de la masa producida.

En el documento US 7.027.148 B2 se describe un procedimiento y un dispositivo para determinar el contenido de triacetina en una varilla de filtro. El dispositivo posee un depósito contenedor de estopa de filtro, una unidad de estiramiento y relajamiento de la estopa de filtro y una unidad de conformado de varillas de filtro. En este caso, el contenido de triacetina en la varilla de filtro se determina con un resonador de microondas usando el desplazamiento de la frecuencia de resonancia y la expansión de la línea de resonancia. Para determinar el contenido de triacetina en este procedimiento, se usa la relación lineal entre los resultados adquiridos a partir de las variables de medición, en la que, para determinar los valores de compensación, se corta periódicamente el suministro de triacetina, y se mide la varilla de filtro continua producida sin triacetina como valor de referencia. Debido a que estas varillas de filtro sin triacetina deben ser tratadas como productos rechazados, las frecuentes operaciones de destara a menudo dan lugar a un consumo de material que resulta inaceptable. Otra posibilidad consiste en usar una segunda unidad de medición por microondas junto con unos sensores de velocidad para medir valores de referencia antes de añadir triacetina; no obstante, esta opción dispara los costes de la medición de triacetina.

En el documento EP1480532B1, se describe un dispositivo para la medición y regulación continuas y simultáneas del contenido de acetato y triacetina en las varillas de filtro en la industria del cigarrillo. En este caso, se usan 45 sensores para detectar el flujo másico del material de estopa para filtros, y se usan sensores para detectar la suma del flujo másico del material de estopa para filtros y la masa de plastificante. Con la producción de las varillas para cigarrillos, se acoplan unos sensores para medir los flujos másicos, de manera que tanto la masa del material de filtro como la masa del plastificante se puedan medir y regular de forma independiente. Esta técnica de medición, que combina dos unidades de microondas y un sensor de velocidad, también encarece la medición 50 desproporcionadamente.

En la producción de varillas de filtro, por lo general, hay varios parámetros de los materiales que varían de manera independiente:

a) La densidad superficial del material de estopa de filtro, es decir, la masa de estopa de filtro por unidad de longitud de la varilla. La densidad superficial suele variar a cortas distancias, lo cual sucede también dentro de una varilla de filtro.

b) El título de la estopa de filtro varía al cambiar el material usado para la estopa de filtro. El título se suele expresar E11008569

como masa por fibra, y masa total por banda de fibra con respecto a una longitud definida. Debido a los defectos ocasionados durante el proceso de producción, a consecuencia de la rotura de filamentos en la banda de estopa de filtro, la masa total de la banda de fibra puede cambiar, de manera que el número de filamentos por banda puede variar aproximadamente el 2 %. Estas variaciones pueden producirse repentinamente, pero después se mantienen a lo largo de una distancia de muchas varillas de filtro.

c) La humedad del material de estopa de filtro puede variar. A menudo esta variación se da lentamente a lo largo de muchas varillas de filtro, ya que la nivelación de la humedad se produce, en cierta medida, dentro de la paca de estopa debido al largo periodo de almacenamiento.

d) La densidad superficial del material plastificante recién aplicado puede variar; en este caso se usa, por lo general, triacetina. El plastificante, tras el endurecimiento, proporciona la estabilidad dimensional dentro de la varilla de filtro. La variación de la densidad superficial del material plastificante aplicado suele aparecer a lo largo de distancias muy cortas en el interior de una varilla de filtro, y pueden presentarse concentraciones locales con fuertes fluctuaciones.

e) Además, durante la producción, la proporción de papel y cola en la varilla de filtro continua puede variar, y, en particular, puede variar la proporción de cola que contiene agua y cola sin agua. La variación de las proporciones de papel y cola, o respectivamente dentro de la cola, se suele producir de manera lenta en una distancia más grande a lo largo de muchas varillas de filtro.

Los procedimientos en línea para medir el contenido de plastificante en una varilla de filtro continua usando un resonador de microondas descritos anteriormente solo pueden detectar de manera poco precisa el contenido de plastificante, debido a la variación en el contenido, o los procedimientos resultan poco económicos debido a la generación de productos rechazados. Por lo tanto, con todos los procedimientos descritos, se añaden otras variables de medición para reflejar estas variaciones, y que, de ese modo, se permita obtener una evaluación más precisa de las variables de medición del resonador de microondas. A menudo, esta operación no se puede realizar en línea, como ocurre, por ejemplo, con la determinación de la caída de presión de la varilla de filtro, o se requieren más aparatos de medición caros en la máquina para fabricar varillas de filtro.

La invención tiene por objeto proporcionar un procedimiento y un dispositivo para la medición en línea del contenido de plastificante en una varilla de filtro continua usando una simple unidad de medición por microondas, con el fin de poder detectar y regular de forma fiable las fluctuaciones tanto a corto como a largo plazo en el contenido de plastificante. El procedimiento de la invención consiste en compensar automáticamente las fluctuaciones a corto plazo y los cambios rápidos en el flujo del proceso, por ejemplo, la cantidad de estopa, usando el procedimiento de microondas, mientras que los cambios a largo plazo que ejercen su efecto a lo largo de muchas varillas de filtro, por ejemplo cambios en la humedad del papel, se corrigen a través de mediciones de referencia a largo plazo.

El objeto de acuerdo con la invención se logra mediante un dispositivo con las características de la reivindicación 1. En las reivindicaciones dependientes se exponen formas de realización ventajosas.

El procedimiento de acuerdo con la invención está destinado a la medición... [Seguir leyendo]

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1. Procedimiento para la medición en línea de un plastificante en una varilla de filtro continua (7) en una máquina para fabricar varillas de filtro, con las siguientes etapas de procedimiento:

- medición de un desplazamiento de la resonancia (A) y un ensanchamiento de la línea (B) con un resonador de microondas (10) al paso de una varilla de filtro continua (7) , -determinación de una masa por longitud de plastificante a partir de las variables de medición (A, B) del resonador 10 de microondas, estando el procedimiento caracterizado por las etapas de:

- medición (13) de una masa de referencia de plastificante aplicado por tiempo con la aplicación (4) del plastificante (17) sobre la banda de estopa de filtro, -determinación de una masa de referencia promedio por longitud de plastificante a partir de la masa medida aplicada a lo largo de un periodo de tiempo, -cálculo del promedio de los valores para la masa por longitud de plastificante, determinados mediante el uso de las variables de medición del resonador de microondas, a lo largo del mismo periodo de tiempo en el que se determina 20 la masa de referencia de plastificante, -determinación de una desviación entre el valor de referencia promedio para la masa por longitud y la masa promedio por longitud, y -corrección de la masa por longitud determinada a partir de las variables de medición del resonador de microondas de acuerdo con la desviación determinada.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el periodo de tiempo para determinar la masa de referencia se extiende al menos a lo largo de la duración de una carrera hacia delante y hacia 30 atrás del punto de despegue de la estopa de filtro en el que se separa de una paca de estopa de filtro.

3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque la promediación de los valores determinados a partir del resonador de microondas se realiza a lo largo del periodo de tiempo en el que se determina la masa de referencia.

4. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la masa por longitud mW de plastificante se determina según la expresión:

mW = k0 + k1 * A+ k2 * B + P (Î) , en la que A es el desplazamiento de la resonancia; B es el ensanchamiento de la línea; k0, k1 y k2 son coeficientes; Î es el cociente de A y B; y P es un polinomio que depende de Î o una función de Î.

5. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque el valor de la constante k0

se corrige mediante el valor de la desviación determinada entre el contenido promedio de triacetina obtenido a partir de las mediciones por microondas y el contenido de referencia de triacetina de la medición de referencia.

6. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el plastificante contenido en un depósito de almacenamiento se aplica sobre la banda de estopa de filtro, y se mide la reducción de 50 peso del depósito de almacenamiento para determinar la masa de referencia por longitud de plastificante.

7. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el plastificante contenido en un depósito de almacenamiento se aplica sobre la banda de estopa de filtro y se mide el cambio del nivel de llenado del depósito de almacenamiento para determinar la masa de referencia por longitud de plastificante.

8. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el plastificante contenido en un depósito de almacenamiento se aplica sobre la banda de estopa de filtro y se mide el volumen suministrado en el conducto de alimentación para determinar la masa de referencia por longitud de plastificante.

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9. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque la masa promedio por longitud de plastificante se determina de manera continua.

10. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque la desviación 5 se determina de manera continua.

11. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque la masa determinada a partir de las variables de medición del resonador de microondas se corrige de manera continua 12. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque un valor de humedad para la varilla de filtro se determina dependiendo de las variables de medición del resonador de microondas y el valor corregido para la masa por longitud de plastificante.

13. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizado porque un valor de humedad Î se 15 determina del siguiente modo:

Î = f0 + f1 * Î + f2 * mW, en la que f0, f1 y f2 son coeficientes, Î es el cociente del desplazamiento de la resonancia A y el ensanchamiento 20 de la línea B, o una función del cociente, y mW es el valor corregido para la masa por longitud de plastificante.

14. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 2 a 13, caracterizado por las siguientes etapas de procedimiento:

-medición de la intensidad S de radiación dispersada en la banda de estopa de filtro en el intervalo visible o infrarrojo, y -determinación de un término de corrección aditiva, dependiendo de la intensidad S, para la masa por longitud de plastificante determinada a partir de las variables de microondas. 30

15. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 14, caracterizado porque la masa por longitud mW de plastificante se determina a partir de la siguiente expresión:

mW = k0 + k1 * A+ k2 * B + P (Î) + k3 * log (S*G/F) , en la que k0, k1, k2 y k3 son coeficientes, A es el desplazamiento de la resonancia; B es el ensanchamiento de la línea; Î es el cociente de A y B; P es un polinomio de Î o una función de Î; G es la masa de la banda de estopa de filtro y F es la masa de una fibra individual de la banda de estopa de filtro con una longitud definida.

16. Dispositivo para una medición en línea del contenido de plastificante en una varilla de filtro continua de la industria del procesamiento de tabaco, -provisto de un resonador de microondas (10) configurado para medir un desplazamiento de resonancia (A) y un ensanchamiento de línea (B) de la varilla de filtro continua (7) a su paso por el resonador, 45 estando el dispositivo caracterizado por:

- un dispositivo de medición (13a) configurado para medir la masa de referencia por tiempo de un plastificante (17) aplicado (4) sobre la banda de estopa de filtro, y 50 -una unidad de evaluación en la que se introducen los valores medidos del resonador de microondas y el dispositivo de medición de referencia, y que está configurada para -determinar una masa por longitud de plastificante a partir de los valores medidos del resonador de microondas.

55. determinar una masa de referencia promedio por longitud a partir de los valores de medición del dispositivo de medición de referencia, y -corregir la masa por longitud de plastificante en función de la desviación con respecto a la masa de referencia promedio por longitud de plastificante.

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17. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 16, caracterizado porque se proporciona un equilibrio como dispositivo de medición de referencia que detecta un cambio de masa de referencia por tiempo en un depósito de almacenamiento para el plastificante.

18. Dispositivo de acuerdo con las reivindicaciones 16 o 17, caracterizado porque el dispositivo de medición de referencia detecta el cambio en el nivel de llenado del depósito de almacenamiento.

19. Dispositivo de acuerdo con las reivindicaciones 16 a 18, caracterizado porque el dispositivo de medición de referencia posee un medidor de flujo volumétrico que detecta el volumen por tiempo durante la 10 aplicación del plastificante.

20. Dispositivo de acuerdo con las reivindicaciones 16 a 19, caracterizado porque se proporciona un láser y un sensor de intensidad para la luz láser dispersada en la banda de estopa de filtro, en el que la unidad de evaluación corrige la masa por longitud de plastificante dependiendo de la intensidad de la luz láser dispersada.