(57)【要約】  本発明は液体流体混合物の監視方法及びその方法を行なうシステムに関する。本発明はまた液体流体混合物を監視するためのシステムの使用に関する。液体流体混合物の監視方法は液体流体混合物を加圧し、分離装置16に供給し（前記分離装置16はディスクの間に少なくとも一つのスペース6aを形成する少なくとも二つの回転可能なディスク６、液体流体混合物の稠密画分をディスク６の周辺４から取り出すための手段を含み、前記ディスク６は前記の少なくとも一つのスペース6aと流体連通している少なくとも一つの穴（８、8a、8b、8c）をその中に形成する回転可能な軸７に配置され、前記の少なくとも一つの穴（８、8a、8b、8c）は液体流体混合物の軽質画分を除去するための少なくとも一つの出口10を有する）；前記の少なくとも二つの回転可能なディスク７を回転させることにより供給された加圧液体流体混合物を少なくとも一つのスペース6aで遠心力に暴露し、その結果、液体流体混合物の軽質画分がその取り出しのために前記の少なくとも一つの穴（８、8a、8b、8c）に押しやられ、かつ液体流体混合物の稠密画分がその取り出しのためにディスク６の周辺４に押しやられ；前記の取り出された軽質画分をその特性決定又はその中の少なくとも一種の成分の特性決定のための分析装置に案内することを特徴とする。
2007510924.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体流体混合物の監視方法であって、該方法が前記液体流体混合物を加圧し、分離装置(16)に供給し、ここで前記分離装置(16)はディスク(６)の間に少なくとも一つのスペース(6a)を形成する少なくとも二つの回転可能なディスク(６)、前記液体流体混合物の稠密画分をディスク(６)の周辺(４)から取り出すための手段を含み、前記ディスク(６)は前記の少なくとも一つのスペース(6a)と流動的に連通している少なくとも一つの穴（８、8a、8b、8c）をその中に形成する回転可能な軸(７)に配置され、前記の少なくとも一つの穴（８、8a、8b、8c）は前記液体流体混合物の軽質画分を除去するための少なくとも一つの出口(10)を有しており；前記の少なくとも二つの回転可能なディスク(７)を回転させることにより供給された加圧液体流体混合物を少なくとも一つのスペース(6a)で遠心力に暴露し、その結果、前記液体流体混合物の軽質画分がその取り出しのために前記の少なくとも一つの穴（８、8a、8b、8c）に押しやられ、かつ前記液体流体混合物の稠密画分がその取り出しのためにディスク(６)の周辺(４)に押しやられ；前記の取り出された軽質画分をその特性決定又はその中の少なくとも一種の成分の特性決定のための分析装置に案内することを特徴とする液体流体混合物の監視方法。
【請求項２】
前記液体流体混合物の約0.0000001容積％〜約25容積％を製造プロセスから取り出し、前記分離装置に供給する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記取り出された軽質画分を更に処理し、その後に分析装置に案内する、請求項１又は２のいずれかに記載の方法。
【請求項４】
前記供給された液体流体混合物をポンプ(２)により加圧する、請求項１から３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記回転速度は層流が前記分離装置中で実質的に優勢であるような範囲である、請求項１から４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記回転速度が約500rpmから約10000rpmまでである、請求項１から５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記回転速度が約1000rpmから約5000rpmまでである、請求項１から６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記稠密画分の取り出しが前記ディスクの開放周辺により行なわれる、請求項１から７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
前記プロセスが紙の製造を伴う、請求項２記載の方法。
【請求項１０】
ディスク(６)の間に少なくとも一つのスペース(6a)を形成する少なくとも二つの回転可能なディスク(６)を含む分離装置(16)、液体流体混合物(２)を加圧して分離装置(16)に供給するための手段、前記液体流体混合物の稠密画分を前記ディスク(６)の周辺(４)から取り出すための手段を含み、前記ディスク(６)は前記の少なくとも一つのスペース(6a)と流動的に連通している少なくとも一つの穴（８、8a、8b、8c）をその中に形成する回転可能な軸(７)に配置され、前記の少なくとも一つの穴（８、8a、8b、8c）は前記液体流体混合物の軽質画分を除去するための少なくとも一つの出口(10)を有する監視システムであって、前記システムが前記出口(10)からの前記軽質画分を分析装置に案内するための前記分離装置に連結された分析装置を更に含むことを特徴とする監視システム。
【請求項１１】
前記システムが前記出口(10)と前記分析装置の間の前記システムに連結された処理装置を更に含む、請求項１０記載のシステム。
【請求項１２】
前記分離装置がハウジングを含まない、請求項１０から１１のいずれかに記載のシステム。
【請求項１３】
セルロース繊維を含むコロイド溶液の成分の濃度を監視するための、請求項１０から１２のいずれかに記載のシステムの使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は監視システム、液体流体混合物又は前記混合物中の少なくとも一種の成分を監視システムにより特性決定する方法、及び種々の適用のためのその使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
遠心分離及び濾過の如き分離方法が長年にわたって使用されていた。遠心分離はしばしば液体-固体混合物を増粘し、又は更なる使用もしくは処理の前に望ましくない粒子を液体-固体混合物から除去するのに適した方法である。分離はまた望ましくない環境問題又は発火の危険を回避するために行なわれるかもしれない。
【０００３】
米国特許第3,152,078号は、特に石油原油から水及び／又は砂を除去するための、分離相のための固定壁型の遠心分離を開示している。この遠心分離は高容積処理量ひいては短い保持時間を与える。しかしながら、米国特許第3,152,078号はサンプルがその後の分析のために取り出される製造プロセスを監視することについて何も記載していない。
【０００４】
濾過は完成紙料からの木材繊維及びてん料材料の分離に特に使用されている。しかしながら、てん料材料及び微細繊維をコロイド成分から分離することは同様の粒子サイズのために可能ではなかった。更に、コロイド成分はフィルター上に形成された繊維マット（ケーキ）中に保持される傾向があることが示されている。濾過装置はまたしばしば汚損され易く、規則的な洗浄を必要とする。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は従来技術の欠点を回避しながら液体流体混合物（これは、例えば、製造プロセス、例えば、パルプ懸濁液を含むタンク等から取り出されるプロセス流であってもよい）を監視し、又は液体流体混合物中の少なくとも一種の成分を監視する便利な、安価なシステムを提供することである。特に、本発明は製造プロセス、例えば、製紙プロセスを監視するためのシステムを提供することを目的とする。本発明の更なる目的は特性決定及び測定が分離された妨害物質（これらはそうしないと測定を正確ではないようにするであろう）の実質的に不在下で正確に行ない得る処理されたサンプルを与えることを伴う。更に、本発明は製造プロセス、特に製紙プロセスを最適に実施する方法を伴う。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は液体流体混合物を加圧し、分離装置（ディスクの間に少なくとも一つのスペースを形成する少なくとも二つの回転可能なディスク、及び液体流体混合物の稠密画分をディスクの周辺から取り出すための手段を含む）に供給することを含む液体流体混合物又はその中の少なくとも一種の成分の監視方法に関する。これらのディスクは一つ以上のスペースと流動的に連通している少なくとも一つの穴をその中に形成する回転可能な軸に配置される。この一つ以上の穴は液体流体混合物の軽質画分を除去するための少なくとも一つの出口を有する。加圧された液体流体混合物が装置に供給され、回転ディスクにより一つ以上のスペース中で遠心力に暴露され、その結果、液体流体混合物の軽質画分がその除去のために穴に押しやられ、かつ液体流体混合物の稠密画分がその取り出しのためにディスクの周辺に押しやられ、取り出された軽質画分を分析装置に案内して軽質画分又はその中に含まれる少なくとも一種の成分を特性決定する。
【０００７】
また、本発明はディスクの間に少なくとも一つのスペースを形成する少なくとも二つの回転可能なディスクを含む分離装置、液体流体混合物を加圧して分離装置に供給するための手段、液体流体混合物の稠密画分をディスクの周辺から取り出すための手段（前記ディスクは前記の少なくとも一つのスペースと流動的に連通している少なくとも一つの穴をその中に形成する回転可能な軸に配置され、前記の少なくとも一つの穴は液体流体混合物の軽質画分を除去するための少なくとも一つの出口を有する）を含む監視システムであって、前記システムが出口からの軽質画分を分析装置に案内して前記軽質画分又はその中に含まれる少なくとも一種の成分を特性決定するための前記分離装置に連結された分析装置を更に含むことを特徴とする監視システムに関する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
分析される液体流体混合物を構成する軽質画分又はその中の成分の特性決定は、例えば、粒子サイズ、電荷（例えば、表面電荷）、粒子サイズ分布、粒状成分の濃度、pH、又は画分の電荷もしくはその他のパラメーターの如き性質の測定を含んでもよい。
【０００９】
回転可能なディスクが配置される回転可能な軸はあらゆる手段、例えば、モーターにより駆動されてもよい。
【００１０】
“穴”という用語は流体をそれが位置される軸の内部に沿って導くことができるあらゆる孔、キャビティ、又は溝を含むことを意味する。
【００１１】
“液体流体混合物”又は“流体”という用語は流れるか、又はポンプ輸送できる液体物質、例えば、溶液（これらは固体、コロイド、溶解され、かつ／又は連行されたガス、例えば、空気を含んでもよい）、例えば、コロイド溶液、液体の混合物、溶解又は分散された固体を含む溶液、懸濁液、例えば、スラッジ又はポンプ輸送可能な沈降物のスラリー、エマルション、フロス、ポンプ輸送可能なゲルのような物質、チクソトロピーの物質（撹拌された場合に流体だが、静止時にはゼリー状）、及びこれらの混合物を含むことを意味する。
【００１２】
前記液体流体混合物（これは、例えば、液体-固体混合物の増粘された供給原料であってもよい）の稠密画分が、回転ディスクの周辺で得られ、これが更なる分別のために分離装置に循環されることが好ましい。
【００１３】
分別すべき流体はそれがディスクの間のスペースに達する時にせん断力による遠心力にかけられる。これらの力はディスクの間で発生される。このせん断力は回転ディスクの表面で作り出され、これが遠心力を発生する回転流の場をもたらし、これが順に流体をディスクの周辺に向かって押しやることになる。ディスクの間に存在する流体内の境界層の発生が迅速に起こる場合、ディスク間の流体の角速度はほぼ回転ディスクの角速度となるであろう。回転流の場について、遠心力が発生される。流体要素に作用する遠心力（Fc）は半径(r)を掛けられた回転ディスクの角速度（ω）の自乗にほぼ比例し、Fc∝rω2と記載される。
【００１４】
前記ディスク間で流体中に発生される遠心力の場は周辺から一つ以上の穴の出口へと夫々のディスクを横切る半径方向の圧力低下ΔＰを生じ、これは前記流体の軽質画分が前記出口に押しやられ、それから取り出されるように解消される必要がある。こうして、前記装置に供給される流体の圧力（ここではPbulkと称される；図２の参照記号11を参照のこと）（これは通常周辺における圧力にほぼ等しいと認められる）は、回転ディスク及び穴の出口を横切って発生される半径方向の圧力低下ΔＰより大きい必要があり、即ち、Pbulk＞ΔＰ〔式中、ΔＰ＝Ｐ周辺−Ｐ穴出口、かつＰ周辺（図２の参照記号４を参照のこと）及びＰ穴出口（図２の参照記号10を参照のこと）は夫々周辺及び穴出口における流体圧力である〕。Pbulkは約１μPaから約10MPaまでであることが好ましく、更に好ましくは約１Paから約10MPaまで、最も好ましくは約１kPaから約0.5MPaまでであり、但し、Pbulk＞ΔＰであることを条件とする。このPbulkの選択は複数のパラメーター、例えば、分離すべき液体混合物の型、発生されるΔＰ（これはとりわけディスク直径の関数である）及び回転ディスクの角速度等に基づく必要がある。このPbulkの大きさは分別すべきサンプルの滞留時間に影響する。Pbulkが高すぎると、装置中の滞留時間が短く、その結果、望ましい分別が行ない得ない。Pbulkが高すぎて損なわれた分別をもたらす場合、キャビテーションがまた起こるかもしれない。逆に、あまりにも低いPbulkが適用されるが、依然としてΔＰよりも大きい場合、滞留時間が望ましくない程に長くなり、小画分のみが集められる。しかしながら、Pbulkは感受性成分（これらは高いPbulkでは分解を受けやすいであろう）を含む液体流体混合物を分別するためにΔＰよりもわずかに大きいように選ばれることが好ましい。流体の流れを発生された力の場に押しやることにより、連続の遠心分離が達成し得る。
【００１５】
前記ディスクが回転している間に流体の流れを穴の出口に押しやるために、ディスク中及び／又はその付近の液体流体混合物が供給され、加圧し得るように１つの手段が用意されることが好ましい。このような手段は前記分離装置の外部、即ち、その周辺及び／又はハウジングの外に配置し得る別々の部分であってもよく、又は、例えば、回転軸を駆動するモーターにより駆動されるように配置された前記分離装置の一体部分、或いはその他の手段であってもよい。前記液体流体混合物を供給し、加圧するのに好ましい手段は、例えば、遠心ポンプの如きポンプ、又は、好ましくは前記分離装置に連結された供給ラインに沿って外部に配置された、モノポンプを含む。一実施態様によれば、この圧力は前記装置をタンク等、例えば、大きい貯蔵タンクに入れることにより適用でき、この場合、必要とされるPbulkはこのタンク中の静的流体圧力から得られる。更なる手段は前記分離装置をパイプ又はあらゆるその他の好適な加圧構造物に入れることを含み得る。この流体に適用される圧力は、例えば、この流体の稠密画分のための出口の下流に配置し得る弁により調節し得る。
【００１６】
前記分離装置は開放であってもよく、又は好適なハウジングにより密閉し得る。しかしながら、ハウジング、例えば、ボウルが利用される場合、このハウジングは固定式であり、それ自体で物質を遠心力にかけないことが好ましい。一実施態様によれば、前記分離装置は回転ディスク内の流動状況の乱れ又は分断が最小にされるような位置に配置された、入口流体供給装置及び稠密流体、例えば、増粘された流体画分のための出口を含む包囲ハウジングを有する。少なくとも一つの出口が稠密流体画分の有効な取り出しのためにディスクの夫々の対の周辺に用意されることが好ましい。前記装置が開放である場合、前記ディスクの周辺がその外部境界を形成する。このような実施態様において、前記ディスクの一つ以上の開放周辺が流体の稠密画分を取り出すための手段として機能する。
【００１７】
前記分離装置は遠心分離機、最も好ましくは連続遠心分離機であり、この場合、流体はその成分の見掛重量が或る点（そこでその成分が相対密度に基づく比重誘導分離と同様の層中で濃縮する傾向がある）まで増大するような単位時間当りの回転数で軸のまわりに回転し得る。
【００１８】
ディスクの夫々の対の間に、流体が穴の出口で取り出されることを可能にするために１つの手段が用意されることが好ましい。前記流体の軽質画分が隣接ディスク間のどこかでディスクと軸中の穴の間のスペース間の流体連通を可能にする少なくとも一つのアパーチャを通ってスペースから取り出されることが好ましい。
【００１９】
しかしながら、一実施態様によれば、アパーチャはまた前記ディスク中のキャビティにより軸の穴と流動的に連通してディスク中に用意されてもよい。これらのアパーチャは流体をその取り出しのために前記ディスク中のキャビティにより穴に向かって導くために軸から異なる距離でディスク中に用意されてもよい。
【００２０】
前記液体流体混合物の好ましくは、約0.0000001容積％から約25容積％まで、更に好ましくは約0.000005容積％から約10容積％まで、最も好ましくは約0.05容積％から約５容積％までが製造プロセス、例えば、タンク、プロセス流等から取り出され、前記監視システムに供給される。通常プロセス流である、前記液体流体混合物は、例えば、製紙プロセスにおけるパルプ懸濁液に由来していてもよい。
【００２１】
前記監視システムに供給された流れの好ましくは、約0.1容積％から約15容積％まで、更に好ましくは約１容積％から約10容積％まで、最も好ましくは約１容積％から約５容積％までが更なる任意の処理のために分離装置の中央出口から取り出され、又は分析装置に直接案内される。この比、即ち、前記分離装置から取り出される軽質画分の流れ／前記分離装置に供給されるプロセス流の流れｘ100容積％が許容比として普通知られている。前記穴の中央出口から取り出されない残りの部分が回転ディスクの周辺で監視システムから除去される。前記稠密画分を含むこの部分はプロセス媒体（それから分離装置に入るプロセス流が取り出された）に循環されることが好ましい。この方法では、前記製造プロセスがほんの最小の程度まで監視システムの存在のために影響される。
【００２２】
前記分離装置から取り出されたサンプルは更に処理されて分析装置で行なわれるその後の測定を乱し得る物質の量を減少することが好ましい。
【００２３】
一実施態様によれば、回転ディスクに沿っての多くの不連続の位置からの流体画分が流体サンプルの特定密度の画分を得るために連続的に集められる。夫々のこのような画分はその後に分析でき、又はその他の目的に利用し得る異なる密度を有するであろう。
【００２４】
一実施態様によれば、相互に互いと流動的に連通しない複数の少なくとも二つの別々の穴が回転可能な軸内に用意される。夫々の穴が軸中のアパーチャにより異なる直径の隣接回転ディスク間のスペースと流動的に連通している。このディスク直径の差が種々の密度の流体画分の分離を与え、こうしてこれらが別々の穴により取り出される。比較的稠密の液体流体混合物の画分が一層小さい直径のディスク間のスペースから取り出され、一方、一層軽質の液体流体混合物が次第に大きいディスク直径の間のスペースから取り出される。こうして、この実施態様はまた特定の密度の画分を取り出すのに使用し得る。一実施態様によれば、異なる密度の画分を得るための更なる可能性は幾つかの分離装置を直列に連結することであり、この場合、直列の夫々のその後の装置が一層小さいディスク直径を有する。一実施態様によれば、異なる密度の画分を得るための更に別の可能性は幾つかの分離装置を直列に連結することであり、この場合、夫々のその後の装置中のディスクの回転速度が先の装置中のディスクの回転速度よりも低い。
【００２５】
前記ディスク間の距離は流体粘度、ディスクの回転速度、ディスクの直径、サンプルの型等を含む一般の運転条件について最適化されて、せん断力を流体のスリップに対してバランスさせることが好ましい。前記ディスクは実質的に平行に配置されることが好ましい。この隣接ディスク間の距離は流体流れ条件が負に影響されない限り変化し得る。二つの隣接ディスクの面の間の角度β（図１を参照のこと）は好ましくは約０°から約45°まで、更に好ましくは約０°から約15°まで、最も好ましくは約０°から約５°までである。このディスクと軸の間の角度α（図1cを参照のこと）は好ましくは約30°から約120°まで、更に好ましくは約60°から約100°まで、最も好ましくは約80°から約95°までである。こうして、これらのディスクは、例えば、軸に対して円錐形で配置されてもよい。
【００２６】
一実施態様によれば、前記ディスクが中央に置かれ、整列され、バランスされて振動を最小にする。好ましくは、約２個から約100個まで、更に好ましくは約２個から約10個までのディスクが軸に配置される。これらのディスクの数は主として好適な処理量を得るように選ばれ、適用によって変化するであろう。これらのディスクは同じ方向に回転して乱流（これは流体サンプルの混合を生じ、その結果、遠心分離が損なわれる）を回避することが好ましい。こうして、良好な分離が生じるために、層流条件が回転ディスク内及びそのまわりに存在することが好ましい。これらのディスクがあまりに速く回転する場合、乱流がまた生じ得る。前記装置に供給される流体の流れがまた層流であることが好ましい。これらのディスクの回転速度は好ましくは約500rpmから約10000rpmまで、更に好ましくは約1000rpmから約5000rpmまでである。
【００２７】
前記回転ディスクはできるだけ平らかつ平滑であることが好ましい。それ故、これらのディスクは鋭い端部を有しないことが好ましく、これらのディスクの全ての外端部は丸くされることが好ましい。この穴にある出口は平滑であることが好ましい。
【００２８】
種々の材料、例えば、アルミニウム、ステンレス鋼、ガラス、及びプラスチック、例えば、ポリカーボネート、PTFE、PEEK、並びにこれらの混合物が前記ディスクの構成に使用されてもよい。その他の好適な材料として、例えば、セラミックの複合材料、及びこれらの混合物が挙げられる。
【００２９】
一実施態様によれば、光センサーが配置されて分離効率及び粒子サイズ分布を測定し得る。これは回転ディスクを横切って半径方向に監視されて流体サンプルの密度分布を連続的に得ることができた。
【００３０】
本発明はまた特に油-水混合物、プロセス水、例えば、パルプスラリー、白水、及び廃水を処理する大規模の工業用分離ユニット；例えば、生物学的流体、例えば、血漿からの赤血球の分離、及びその他の分析サンプル処理適用のための小さいミニチュア化システムにおける、分離のための分離装置の使用に関する。この分離装置は液体-固体混合物を分別するのに使用されることが好ましい。
【００３１】
本明細書に記載された装置は繊維、てん料、及び完成紙料中に存在する溶解されたコロイドの物質(DCS)の間の比較的大きい密度の差のためにパルプ及び紙懸濁液の分離に特に適していることがわかった。その方法は、例えば、穴の出口から取り出されたサンプル、例えば、コロイド物質、例えば、分析結果に影響する外来の繊維材料及びてん料材料を実質的に含まないピッチ又は粘着物の特性決定を可能にする。繊維材料及びてん料材料は除去し得るが、ピッチ及び粘着物は穴から取り出される。ピッチ及び粘着物は抄紙機運転に有害であり、それ故、その含量が正確に監視される必要がある。その濁度及び全有機炭素(TOC)の測定が遠心分離されたサンプルについて行ない得る。濁度分析装置は散乱された光の量を測定するので、存在する溶解物質はピッチ及び粘着物の測定に影響しないであろう。しかしながら、前記TOC分析装置は存在する溶解物質中の炭素含量を含む全ての物質の炭素含量を測定する。粘着物及びピッチの含量を測定するために、この遠心分離されたサンプルが更に濾過されてピッチ及び粘着物を除去する必要があり、その結果、溶解物質中の炭素の含量を測定し得る。これは約0.1μｍより低く、好ましくは約0.01μｍより低いカットオフを有するフィルター膜による遠心分離されたサンプルの濾過により行なわれることが好ましい。次いでピッチ及び粘着物の量が濾過され、遠心分離されたサンプル中に存在する炭素の量を遠心分離されたサンプル中に存在する炭素の合計量から引くことにより測定し得る。
【００３２】
しかしながら、分析のあらゆるその他の技術が、得られる遠心分離されたサンプルの型に応じて使用されてもよい。このような技術として、とりわけ分光測定分析（UV、ラマン、可視、IR、NIR、及び蛍光を含む）、滴定、電気化学的技術（pH、導電率）、イオン選択的電極、ピッチ液滴カウンター又はサンプル特性決定のあらゆる光学的方法（例えば、ビデオカメラ及び画像分析）、液体クロマトグラフィー、ガスクロマトグラフィー、粒子サイズ分析装置（例えば、低角度レーザー光散乱）及び／又は更なるオンラインサンプル処理技術、例えば、濾過、蒸留、液体-液体抽出等との組み合わせが挙げられる。
【００３３】
しかしながら、この装置及び上記分析技術はまたあらゆる流体のあらゆる画分を分離し、分析するのに使用されてもよい。
【００３４】
実施態様の記載
図1a-dは少なくとも一つの穴８、8a-cを備えた回転軸７に配置された、隣接ディスク間にスペース6aを形成する、回転ディスク６、スペース6aと穴８、8a-cの間の流体連通を可能にするアパーチャ９を含む分離装置（分析装置及び更なる任意の処理装置は示されていない）の実施態様を示す。一つ以上の穴８、8a-cは装置16に供給された液体流体混合物の軽質画分が取り出し得る出口10を含む。図1aはディスク６が軸７に対し角度αを形成するディスク配置を示す。図1bは軸７に対し垂直のディスク６間の平行配置を示す。図1cは隣接ディスクの面の間で角度βを形成する傾斜ディスク面を示す。図1dは増大する直径を有するディスク６を示す。スペース6aは別々のスペース6aからの別々の稠密画分の取り出しのために別々の穴6a-cと流動的に連通している。
【００３５】
図２は１を加圧して加圧された液体流体混合物３（これは分離装置16に供給される）を得るポンプ２への液体流体混合物１の供給を示す。この液体流体混合物３はハウジング５中で装置16に供給される。３は回転ディスク６の間のスペース6aに送られる。軸７に配置されたディスク６が回転するにつれて、遠心力の場が装置16中で発生され、これが３の稠密画分をその周辺11に引っ張る。３の軽質画分は装置16の中央に押しやられる。スペース6aはアパーチャ９により穴８と流動的に連通し、その結果、３の軽質画分が出口10により取り出され、一方、３の稠密画分がゾーン11中の出口（示されていない）により周辺４で取り出される。次いで３の稠密画分が供給物１と再度混合でき、又はその他の目的に使用し得る。圧力センサー12は一定圧力が装置16中で維持されることを調節する。外部空気15により加圧された、弁13、及びレギュレーター14が用意されて分離装置16中の既存の圧力を調節する。
【００３６】
本発明がこうして記載されたので、本発明が多くの方法で変化されてもよいことが明らかであろう。このような変化は本発明の骨子及び範囲からの逸脱と見なされるべきではなく、当業者に自明であるような全てのこのような改良は特許請求の範囲内に含まれることが意図されている。下記の実施例は記載された発明がその範囲を限定しないで行ない得る方法を更に説明するであろう。
【実施例１】
【００３７】
実験装置を図２に示す。本システムを塗工上級紙を製造する製紙工場でオンラインで評価した。サンプルを約7g/L（全固形分）のコンシステンシーでヘッドボックスから連続的に採取した。この実験の目的は二つの操業パラメーター、即ち、ディスクの回転速度（ω）及びディスク間の距離が、位置10（図２を参照のこと）で取り出された遠心分離されたサンプル品質に関して有する影響を調べるためであった。この遠心分離されたサンプルの“品質”を監視するために、連続インライン濁度メーターを利用して、位置10における遠心分離されたパルプサンプルの濁度を測定した。
【００３８】
下記の一定パラメーターを利用した：
ディスクの数                        2
穴直径                              5cm
ディスク直径                        20cm
ディスク材料                        表面硬化ポリカーボネート
パルプ（バルク）圧力                約3.0バール
パルプ（バルク）流量                約6.2L/分
遠心分離されたサンプル流量          200mL/分（入口流量の10％）
下記のパラメーターを変化させた：
ディスク（モーター）速度            500-3000rpm
ディスク間の距離                    15mm、20mm及び25mm
実験からの結果を図３に示す。夫々の測定点で、本装置を約15分間運転し、この時間にわたる濁度値の平均値を測定した−全ての場合に、濁度メーターからの読み取りは安定していた（５％未満の変動）。しかしながら、本発明者らの結果における若干の変動は本発明者らが測定し得なかった抄紙機の変化（パルプ完成紙料条件）に原因していることが注目される必要がある。
【００３９】
500rpm〜3000rpmの全てのディスク速度で、本発明者らは得られたサンプル画分のいずれにも木材繊維及び／又は微細繊維の存在を観察しなかった（顕微鏡でチェックした）。濁度値の変化は位置10における残留塗工材料及びしばしば“粘着物”と称されるその他の材料及び／又は“マクロ粘着物”の得られた分布に関係していた。これらの材料は水と同様の密度を有し、必ずしもコロイド的に安定ではないので、操業パラメーターがこのような物質の分布に影響することが見られた。遠心分離機で得られる同様のg-力を使用する実験遠心分離（3000rpmまで、30分間）を含む、更なる研究は、しばしば“ピッチ”と称される、コロイド分散された材料の分布に影響しないことが明らかであった。
【実施例２】
【００４０】
“ピッチ”及び“粘着物”と称される、有害物質の存在に関係するプロセス妨害を測定するために、実施例１に記載されたシステムを同じ製紙工場で連続的（24時間）かつオンラインで運転した。このピッチ及び粘着物含量の変化を測定するのに使用した装置は、遠心分離されたサンプル出口に遠心分離後に直接連結された、実施例１に使用された、インライン濁度メーターであった。実施例１と同じ遠心分離条件を利用したが、2500rpmの一定ディスク速度及びディスク間の25mmの一定距離を用いた。
【００４１】
24時間の期間の測定データを、微細繊維、繊維、及びてん料の含量を測定する連続パルプコンシステンシー測定装置からのデータとともに図４に示す。図４から見られるように、遠心分離サンプルの濁度は必ずしも完成紙料のコンシステンシーに依存しない。図４はまた全ての微細繊維、繊維、及びてん料がサンプルから除去されることを示す。そうでないと、二つの曲線は同じであろう。ピッチ及び粘着物の測定に関するこのような濁度データの利用可能性を抄紙機障害（不十分な運転性）を修理することについて評価し、このような問題と闘うために薬品添加物の用量が調節されることを可能にした。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１−ａ−ｄ】監視システムの異なる実施態様を示す。
【図２】分離装置への流体の流れの略図を示す。
【図３】濁度測定の結果を示す。
【図４】濁度及びコンシステンシー測定の結果を示す。
【図１】
2007510924.tif 000003
【図２】
2007510924.tif 000004
【図３】
2007510924.tif 000005
【図４】
2007510924.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成18年1月16日(2006.1.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
製紙プロセスの監視方法であって、該方法が繊維、てん料材料及びコロイド物質を含むパルプ紙懸濁液から液体流体混合物を取り出し、該液体流体混合物を加圧し、分離装置(16)に供給し、ここで該分離装置(16)はディスク(６)の間に少なくとも一つのスペース(6a)を形成する少なくとも二つの回転可能なディスク(６)、前記液体流体混合物の稠密画分をディスク(６)の周辺(４)から取り出すための手段を含み、前記ディスク(６)は前記の少なくとも一つのスペース(6a)と流動的に連通している少なくとも一つの穴（８、8a、8b、8c）をその中に形成する回転可能な軸(７)に配置され、前記の少なくとも一つの穴（８、8a、8b、8c）は前記液体流体混合物の軽質画分を除去するための少なくとも一つの出口(10)を有しており；前記の少なくとも二つの回転可能なディスク(７)を回転させることにより供給された加圧液体流体混合物を少なくとも一つのスペース(6a)で遠心力に暴露し、その結果、コロイド物質を含む前記液体流体混合物の軽質画分がその取り出しのために前記の少なくとも一つの穴（８、8a、8b、8c）に押しやられ、かつ繊維及びてん料材料を含む前記液体流体混合物の稠密画分がその取り出しのためにディスク(６)の周辺(４)に押しやられ；前記の取り出された軽質画分をその特性決定又はその中の少なくとも一種の成分の特性決定のための分析装置に案内して製紙プロセスを監視することを特徴とする監視方法。
【請求項２】
前記液体流体混合物の約0.0000001容積％〜約25容積％を製造プロセスから取り出し、前記分離装置に供給する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記取り出された軽質画分を更に処理し、その後に分析装置に案内する、請求項１又は２のいずれかに記載の方法。
【請求項４】
前記供給された液体流体混合物をポンプ(２)により加圧する、請求項１から３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記回転速度は層流が前記分離装置中で実質的に優勢であるような範囲である、請求項１から４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記回転速度が約500rpmから約10000rpmまでである、請求項１から５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記回転速度が約1000rpmから約5000rpmまでである、請求項１から６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記稠密画分の取り出しが前記ディスクの開放周辺により行なわれる、請求項１から７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
前記プロセスが紙の製造を伴う、請求項２記載の方法。
【請求項１０】
抄紙機及び該抄紙機の操業を監視する監視システムを含むシステムであって、該監視システムがディスク(６)の間に少なくとも一つのスペース(6a)を形成する少なくとも二つの回転可能なディスク(６)を含む分離装置(16)、パルプ紙懸濁液から液体流体混合物（２）を取り出すための手段、該液体流体混合物(２)を加圧して分離装置(16)に供給するための手段、前記液体流体混合物の稠密画分を前記ディスク(６)の周辺(４)から取り出すための手段を含み、前記ディスク(６)は前記の少なくとも一つのスペース(6a)と流動的に連通している少なくとも一つの穴（８、8a、8b、8c）をその中に形成する回転可能な軸(７)に配置され、前記の少なくとも一つの穴（８、8a、8b、8c）は前記液体流体混合物の軽質画分を除去するための少なくとも一つの出口(10)を有する監視システムであって、前記監視システムが前記出口(10)からの前記軽質画分を分析装置に案内するための前記分離装置に連結された分析装置を更に含むことを特徴とするシステム。
【請求項１１】
前記分析装置が濁度分析装置、全有機炭素分析装置、光センサー、滴定分析装置及び分光測定分析装置から選ばれる、請求項１０記載のシステム。
【請求項１２】
前記分析装置が濁度分析装置、光センサーまたは分光測定分析装置である、請求項１０または１１記載のシステム。
【請求項１３】
前記システムが前記出口(10)と前記分析装置の間の前記システムに連結された処理装置を更に含む、請求項１０から１２のいずれかに記載のシステム。
【請求項１４】
前記分離装置がハウジングを含まない、請求項１０から１３のいずれかに記載のシステム。
【請求項１５】
セルロース繊維を含むコロイド溶液の成分の濃度を監視するための、請求項１０から１４のいずれかに記載のシステムの使用。
【国際調査報告】
2007510924.tif 000007
2007510924.tif 000008
2007510924.tif 000009
2007510924.tif 000010