BG62533B1 - Метод за изследване и прогнозиране на свойствата на дървесниплоскости - Google Patents

Метод за изследване и прогнозиране на свойствата на дървесниплоскости Download PDF

Info

Publication number
BG62533B1
BG62533B1 BG102237A BG10223798A BG62533B1 BG 62533 B1 BG62533 B1 BG 62533B1 BG 102237 A BG102237 A BG 102237A BG 10223798 A BG10223798 A BG 10223798A BG 62533 B1 BG62533 B1 BG 62533B1
Authority
BG
Bulgaria
Prior art keywords
wood
spectral data
raw
timber
parameters
Prior art date
Application number
BG102237A
Other languages
English (en)
Other versions
BG102237A (bg
Inventor
Bjoern Engstroem
Mona Hedqvist
Original Assignee
Casco Products Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Casco Products Ab filed Critical Casco Products Ab
Publication of BG102237A publication Critical patent/BG102237A/bg
Publication of BG62533B1 publication Critical patent/BG62533B1/bg

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27N—MANUFACTURE BY DRY PROCESSES OF ARTICLES, WITH OR WITHOUT ORGANIC BINDING AGENTS, MADE FROM PARTICLES OR FIBRES CONSISTING OF WOOD OR OTHER LIGNOCELLULOSIC OR LIKE ORGANIC MATERIAL
    • B27N1/00—Pretreatment of moulding material
    • B27N1/02—Mixing the material with binding agent
    • B27N1/029—Feeding; Proportioning; Controlling
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
    • G01N21/3563—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light for analysing solids; Preparation of samples therefor
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
    • G01N21/359—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light using near infrared light

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Forests & Forestry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Spectrometry And Color Measurement (AREA)
  • Chemical And Physical Treatments For Wood And The Like (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
  • Complex Calculations (AREA)

Description

(54) МЕТОД ЗА ИЗСЛЕДВАНЕ И ПРОГНОЗИРАНЕ НА СВОЙСТВАТА НА ДЪРВЕСНИ ПЛОСКОСТИ
Област на изобретението
Изобретението се отнася до метод за качествено и количествено определяне на различни параметри, отразяващи свойствата на плоча от дървесни частици и други плоскости на базата на дървен материал, по-конкретно се отнася до спектроскопски метод, комбиниран с мултивариантно калибриране, осъществяван върху поток от суров дървен материал в инсталация, обхващаща процес за производство на дървесни плоскости, по-специално върху сухите повърхностни и сърцевинни частици, за осъществяване на периодичен и непрекъснат анализ на различните параметри, отразяващи качеството на дървесната плоскост и с познаването му, по избор да се определят променливите/ параметрите на процеса.
Изобретението главно се отнася за използване на техника за близко изследване с инфрачервено излъчване, комбинирано с мултивариантно калибриране, като средство за прогнозиране на свойствата на плоча от дървесни частици и други продукти на базата на дървен материал.
Изобретението също така се отнася за метод за определяне параметрите на дървесна плоскост чрез анализиране на самата дървесна плоскост със спектрометричен метод в комбинация с мултивариантен анализ.
Предшестващо състояние на техниката
Плоча от дървесни частици може да се произведе от сухи, дребни парченца от дърво, които се смесват със свързващи вещества и образуват маса, която впоследствие се пресова при висока температура и налягане до плътна плоскост.
Може да се използва суров дървен материал от почти всякакъв вид. Свойствата обаче на готовата плоскост, като напр.плътност, способност към сцепление и др., са в зависимост от свойствата на дървото.
Трици, стърготини, трески и талаш от кръгло дърво, наричани в описанието и претенциите “частици”, се използват като суров дървен материал. Превръщането на кръглото дърво в люспи се извършва в барабан за преработване на материала, докато треските се обработват в барабан с ножове.
Следващ етап след надробяването е изсушаването на цялото количество материал до влагосъдържание 2-4%, което се извършва във високопроизводителни сушилни. След сушене дървесните частици се сортират по едрина до предпочитания размер. Отпадналият материал преминава през чукова мелница и се подава отново в системата за сортиране.
Както формата, люспи/трици, така и тяхното разпределение по големина са от значение за свойствата на продукта.
Най-често използваното свързващо вещество за плоча от дървесни частици и плоскости от влакна със средна плътност /MDF/ е карбамид-формалдехидна смола /UF/, но също така в известна степен се използват и меламин-карбамидна смола /MUF/, фенолна смола /PF/ и изоцианитна смола /MDI/, главно за производство на устойчиви на атмосферно въздействие плоскости.
Смола, вода, втвърдител и парафинова емулсия се дозират автоматично на тегловен принцип. Количествата на химическите вещества се изчисляват на базата на суха маса в процент към сухия дървен материал. Количествата на добавяното свързващо вещество варира в зависимост от вида на смолата и желаното качество на изделието.
Дозата на карбамид-формалдехидната смола обикновено е между 7-10%, на меламин-карбамидната смола между 11-13%, на фенолната смола между 6-8% и на изоцианитната смола 2-5%. Сравнително ниските дози на фенолната и на изоцианитната смола отразяват по-високата им свързваща способност.
Обикновената плоча от дървесни частици съдържа около 6% влага, 9% свързващо вещество и други химически вещества и 85% дървесна маса. Независимо от факта, че като цяло доминиращ компонент е дървото, усилията в изследователската и развойна дейност в този вид индустрия до средата на 80-те години бяха насочени изключително към свързващите вещества и ролята на дървения материал е пренебрегвана.
Добре известно е в целулозната и хартиената индустрия, че дървеният материал трябва да се съхранява за известен период от време, преди да отиде в производството на целулоза, за да се избегнат проблеми, свързани с качеството и производството. При складирането дървеният материал претърпява съществени промени в химическия състав. Например някои летливи съединения изчезват, количеството на свободните и свързаните киселини се увеличава, ненаситените връзки се окисляват, ще се прояви хидролиза на естерите и т.н. Индустрията за дървесни продукти обаче не е обърнала достатъчно внимание на тези факти, а заключи, че проблемите на качеството и на производството по-вероятно е да произлизат от непостоянството в качеството на свързващото вещество.
И досега не е възможно да се установят валидни съотношения между резултата от анализа на дървения материал и свойствата на плочата, макар да изглежда, че има известна връзка между съдържанието на киселина и обработваемостта на дървения материал.
Една цел на изобретението е да се постигне непрекъснато измерване на потока от суров дървен материал - преди, вътре и във всеки пункт на инсталацията, като се дава възможност за отделяне на неподходящия материал, преди той да навлезе в производствения процес.
Изследванията на сурови дървесни частици с техниките за анализ съгласно изобретението показват изненадващи, много сериозни зависимости между измерените стойности на дървения материал и свойствата на плочата, например със съдържанието на свободен формалдехид в плочата, което сега е изключително важно, като се вземат под внимание строгите ограничения с оглед на околната среда, както и твърдостта и водоустойчивостта.
Информация, отнасяща се до дървесни плоскости и процесите за получаването им, се съдържа в книгата “Съвременно производство на дървесни плоскости и плоскости от влакна чрез сух процес” от Томас М.Малони /1993/, по-специално гл. 4 и 5, която чрез позоваване е включено тук изцяло.
Принципите на изследване с близка инфрачервена спекпроскопия са описани от П. Уилямс и К.Норрис през 1987 г. в “Нова инфрачервена технология в селскостопанската и хранителната индустрии”. ААСС, Св.Пол/Мин. и от Е.Стерк и К.Лахтю през 1986 в “Близък инфрачервен анализ /NIRA/. Технология за количествени и качествени анализи.’’/Applied
Spectroscopy Reviews 22:4/, като всичко това е обхванато чрез позоваване.
Използването на мултивариантен анализ на данни при охарактеризирането на многокомпонентни системи сега е една развиваща се област. Прилагани обикновено в областта на химията тези статистически методи се наричат също хемометрични методи. Техниката на хемометриката по-изчерпателно е разяснена от С.Д.Браун в “Хемометрика”, Anal.Chem. 62, 84R-101R (1990), която чрез позоваване е включена тук изцяло.
Терминът “плоча” в описанието и претенциите обхваща следните видове плочи: плоча от частици, плоча от влакна със средна плътност /MDF/, пластинчата плоча, плоча с ориентирани влакна /OSB/, твърда плоча и шперплат.
Параметрите на процеса, които влияят върху качеството на плочата, са напр.суровия дървен материал, а именно вида на дървото, степента на неговото развитие, състав на частиците, както и големина и влагосъдържание, образуването на частиците като частиците на Хомбак/Майер, сушилнята и температурата й на входа и на изхода, влага на изсушените частици, сортировъчни параметри като повърхностни и вътрешни частици, съдържание на прах, фракции, влагосъдържание, температура на частицата, параметри на смесителя на лепилото като повърхностни и вътрешни частици, скала на сгъстяването на свързващото вещество, температура на частицата, количества на свързващото вещество, количества на восъка, съдържанието на влага, охлаждаща вода, параметрите на формовъчната станция като напр.обемно тегло, дебелина и т.н., параметри на предпресоване като време на пресоване и температури, параметри на горещо пресоване като напр. време на пресоване, налягане, температура, параметри на охлаждане като напр.температура и параметри на шлифоване като напр.финост на повърхността.
В материалите от 48-та Генерална годишна конференция на Appita /Мелбърн, Австралия, 2-6 май 1994 г./ Медър и др. изнесоха доклад “Прогнозиране на свойствата на дървена частица, целулоза и хартия чрез мултивариантен анализ на спектрални данни” /с. 479-484/. В съответствие със заключителната част на доклада /с. 484/ авторите са използвали следните методи за спектрален анализ: PCR на FTIR,
NIR и NMR на проби от дървени частици, за да прогнозират химическия състав на частиците /т.е, в действителност да определят споменатия състав от спектрите/ и да се опитат да предскажат някои физически свойства на Крафт и свойства на целулоза и хартия /макар, както е изрично посочено в статията, не много успешно/. Статията обаче не предлага никакъв метод за качествено или количествено определяне на параметрите на дървесни плоскости, а още по-малко за контролиране на някой параметър в такъв процес.
В статия в научно списание “Holz ais Roh-und Werkstoff”, 50/1992, c. 25-28, Нимц и др. заявяват, че качеството на плоскостта се влияе от съдържанието на твърда смола и от съотношението дървесина от широколистни растения /дървесина от иглолистни, твърда/ мека. Нимц използва близко-инфрачервената спектроскопия за количествено определяне на частиците от карбамид-формалдехидна смола и дървени частици и съотношението на смесване между твърда и мека дървесина. Целта на изпитанията по начина, по който са проведени, е да се установи дали процесът е подходящ да доказване на карбамид-формалдехид в слепени стърготини и за получаване на съотношението на смесване твърда/мека дървесина.
В тази статия се споменава също така, че NIR-техниката може да се използва заедно с линейна многопараметрична регресия за контрол при- и извънпроизводствения поток на съдържанието на влага и за анализ на химически вещества и на селскостопански продукти. Понататък се заявява още, че Норис през 1962 г. за количествен анализ на хранителни продукти и фураж е комбинирал N1R с математико-статистически методи /хемометрика/, което по-късно се използва за количествен анализ в класическата химия.
В друга статия в същото издание, на с. 73-78, написана от Книист, една смес от стърготини-свързващо вещество се характеризира с NIR-спектроскопия в комбинация с линейна много-параметрична регресия. На с. 77, т. 3, 2-ри параграф се заявява, че измерването на несвързани проби не е възможно поради необходимостта от разпределение на данните за моделирания процес на всяка плоча.
(За провеждане на описаните промишлени опити измерването на съответните неслепени проби за целите на моделирането на про цеса и получаването на необходимите данни за всяка плоча не е възможно - превод от немски).
От цитираните публикации е очевидно, че специалистите в тази област не смятат за възможно прогнозирането на свойствата на плоча от неслепени частици, нито пък да определят тези свойства по безразрушителен начин от получената плоча и проблемът за намиране на резултатен метод в началото на процеса, по време на процеса и във всеки момент на процеса за определяне на параметрите, характеризиращи плочата, остава неразрешен.
Релевантни параметри, определящи свойствата на плочата, са напр. плътност и профил на плътността, вътрешно сцепление, набъбване по дебелина, абсорбция, проницаемост, перфораторна стойност, модул на разрушаване /MOR/, параметри, отнасящи се до летливите органични съединение /VOC/ и емисионни стойности в камера.
Плътността, в тази връзка, е същата като обемното тегло и обикновено се определя чрез теглене на ивици от плочата с известен обем и деление на масата на обема. Стойностите се изразяват в kg/m3.
Вътрешното сцепление /1В/ е свойството на дадена плоча да се съпротивлява на напрежение, перпендикулярно на равнината на плочата. Резултатът е в зависимост от съдържанието на смола и плътността на плочата - и в двата случая почти линейна функция.
Набъбването по дебелина се измерва чрез поставяне на проба с определена големина във вода с температура 20 или 23° за време от 2 до 24 h. Дебелината на пробата се измерва преди и след накисването й. Разликата в дебелината се разделя на изходната дебелина и се представя в проценти. Набъбването по дебелина е мярка за способността на плочата да устои например на неочакван дъжд или на водоразтворими бои и др.
За определяне на абсорбционната стойност обикновено се използва същата проба, която е използвана за измерване набъбването по дебелина. Пробата се тегли преди и след подлагането на въздействието на вода. Разликата в теглото се дели на първоначалното тегло и се представя в проценти. Абсорбционната стойност може да се използва за прогнозиране поведението на плочата при тежки условия.
Стойността на проницаемост се получава чрез засмукване на въздух през пробата /ръбовете на плочата се запечатват с восък/ и спадът на налягането напречно на плочата се измерва заедно с въздушния поток през пробата. Проницаемостта варира спрямо повърхността на плочата в зависимост от измененията в плътността на плочата, но обикновено има добра съотносителност между средно аритметичната проницаемост и формалдехидната емисионна стойност. Проницаемостта измерва съпротивлението на формалдехида да напусне плочата. Стойностите се изразяват в cm/min.
Перфораторната стойност изразява съдържанието на формалдехид на плочата при определено съдържание на влага /6,5%/. Формалдехидът се получава чрез екстрахиране на плочата в толуол. Освободеният толуол се абсорбира във вода и се определя фотометрично. Както би могло да се очаква, съществува връзка между перфораторната стойност и отделянето на формалдехид от плочата и поради това перфораторният метод е утвърден метод в много страни. Стойностите се изразяват в mg НСНО/ 100 g суха плоча /сушена в сушилня/.
Емисионният камерен метод е възприет сега в целия свят в качеството му на найточен метод за определяне на освободения формалдехид от дървесни плоскости или други материали. Условията в камерата са създадени да симулират условията в нормален дом. Големината на камерата в различните страни варира от 1 т3 до 40 т3. Температурата е от 23 до 25°С, натоварването - от 0,3 т2/т3 до 1,0 т2/т3, относителната влажност от 45 до 50% и степента на въздухообмен от 0,5 до 1,0 m3/h. Пробите от плочи се разполагат вертикално, на известно разстояние една от друга, върху рафтове в камерата. Взимат се проби от въздуха, докато се достигне устойчиво състояние, което обикновено отнема от 3 до 10 дни. Стойностите се изразяват в ppm НСНО /части на милион/ или в mg HCHO/m3.
Профилът на плътността е мярка на формовъчната функция на мата и на функцията на пресата, а също и на геометрията и смесването на дървесните частици. Сега профилът се измерва чрез използване на апарати с рентгенови лъчи, които са в състояние да измерят плътността на всеки 0,1 mm от повърхност към повърхност. Нормален профил на плътност за плоча от частици показва повърхностни плътности от 1100 kg/m3 до 600 kg/m3 във вътрешността.
Значителна изследователска работа е извършена в миналото за намиране решение на този проблем през годините, но не е предоставено подходящо решение, докато не се разработи това изобретение.
Същност на изобретението
Изобретението се отнася до метод за качествено и количествено определяне на различни параметри, отразяващи качеството на плоча и други плоскости на базата на дървен материал и могат да се определят параметрите, направляващи, т.е. регулирани, на базата на споменатите параметри. Изобретението се отнася по-конкретно до спектроскопски метод за моментен и непрекъснат анализ на различни параметри, отразяващи качеството на плочата, който се осъществява върху потока от суров дървен материал, специално за сушени частици на повърхността и в сърцевината или върху самата дървесна плоча.
С изобретението се показва, че свойствата на плоча могат да се прогнозират и чрез това, по желание, параметрите, направляващи променливите на процеса, да се определят чрез едновременното прилагане на спектроскопия с близко-инфрачервено излъчване и мултивариантно калибриране към потока от суров дървен материал в инсталацията, по-специално изсушените повърхностни и сърцевинни частици.
Съгласно изобретението суровият дървен материал се анализира, докато е със съдържание на влага под 10% със спектрометричен метод, осигуряващ спектрални данни, при което споменатите спектрални данни се сравняват със справочни спектрални данни, получени чрез спектрометричния метод от еталонен суров дървен материал, имат съдържание на влага под 10%, които справочни спектрални данни са калибрирани с известни параметри на дървесните плоскости, произвеждани от еталонния суров дървен материал с мултивариантен анализ.
Свойствата на дървесните плоскости могат също така да се определят чрез метод съгласно същото изобретателско виждане, включващ етапите на анализиране на самата дървесна плоскост при влагосъдържание под 10% чрез спектрометричен метод, осигуряващ спектрални данни и сравняване на споменатите спектрални данни със справочни спектрални данни, получени чрез споменатия спектрометричен метод от еталонни дървесни плоскости, имащи съдържание на влага под 10%, които справочни спектрални данни са калибрирани с известни параметри на споменатите еталонни дървесни плоскости с мултивариантен анализ.
В съответствие с едно от примерните изпълнения суров дървен материал или дървесна плоскост се анализира чрез спектроскопски метод, осигуряващ спектрални данни, които спектрални данни се свързват в комбинация с една или повече от променливите на процеса, която комбинация се сравнява със справочни комбинации, получени по споменатия спектрометричен метод с еталонен суров дървен материал или еталонни дървесни плоскости, с еталонни променливи на процеса, които справочни комбинации са калибрирани с известни параметри на дървесните плоскости, произведени от споменатия еталонен суров дървен материал или с известни параметри на споменатата еталонна дървесна плоскост с мултивариантен анализ. В този контекст изразът “да свържа в комбинация” означава, че комбинацията представлява математическа функция на спектралните данни и една или повече от променливите на процеса, като последната по този начин представлява независимите променливи към функцията; от това се подразбира, че независимите променливи обикновено трябва да се включват в някой математически израз или формула, когато зависимата променлива, т.е. “комбинацията” трябва да се определи.
Изобретението се отнася съгласно едно от примерните изпълнения до приложението на близко-инфрачервената спектроскопия при сухи повърхностни или сърцевинни частици, или и при двата вида частици на дървесна плоскост в комбинация с мултивариантен анализ на получените спектри за калибриране на производството на плоскости.
Описание на изобретението
Съгласно изобретението е показано, че е възможно директно и непрекъснато да се определят различни параметри на плочи и други дървесни продукти, по-специално плътност, профил на плътност, вътрешно сцепление, на бъбване по дебелина, абсорбционна стойност, проницаемост, перфораторна стойност и стойност на емисии в камера, чрез откриване на спектрите на суровия материал на плочата, имащ съдържание на влага под 10%, и превеждането на тези спектри в споменатите параметри с мултивариантната техника за калибриране. Този метод може да се използва, за да се определят, т.е. контролират, променливите на процеса при производството на плоскости. Използваният спектрометричен метод може да бъде абсорбционен, отражателен, емисионен или трансмисионен спектрометричен метод и се прилага с предпочитание в рамките на т.н. близък инфрачервен обхват на вълните /NIR/.
Установено е, че е възможно директно и непрекъснато да се откриват абсорбционните или трансмисионни спектри на частиците на сухата повърхност и на вътрешността, образуващи основата на плочата и чрез използването на споменатите стойности при отделни дължини на вълната от тези спектри да се изчислят различните параметри на плочата.
Целите на изобретението се постигат чрез анализиране на дървесна плоскост или нейния суров материал, имащи съдържание на влага под 10%, по-специално суха повърхност или частици от вътрешността, по линията на процеса със спектрометричен метод, предимно в обхвата от дължини на вълните 180-2500 nm, по-уместно е в границите 400-2500 nm и найподходящо е от 1000 до 2500 nm, и прилагане на хемометрична оценка на спектъра. Методът дава възможност за моментен и непрекъснат анализ на различните параметри, отразяващи качеството на плочата и на други дървесни плоскости и чрез това могат да се определят променливите, направляващи процеса.
Методът с предпочитание се прилага за суров материал и за дървесни плоскости от такъв материал, които са изсушени в сушилня, най-добре в рамките на инсталацията за производство на плочи; предпочита се дървесната плоскост или суровият материал, по-специално частиците от повърхността и от вътрешността да са сушени при известни за специалистите от тази област условия до съдържание на влага под 8%, за предпочитане е под 4%.
Изобретението има предимство с това, че с тези ниски съдържания на влага дава възможност за възпроизводимост на измерените резултати, в противен случай влагата проявява тенденция към блокиране или замаскиране на спектрометричната информация. Съществува увереност, че летливите съединения от естествен или изкуствен произход в суровия материал или в плочата, които също биха могли да блокират или замаскират спектрометричната информация, се изпаряват от суровия материал или плочата с намаляване на влагосъдържанието. Така чрез провеждане на анализа при сравнително ниско влагосъдържание се оползотворява благоприятно по-голяма част от спектрометричната информация, съхранявайки повече точни и възпроизводими резултати от измерването. По отношение на суровия материал, голямо предимство е материалът да се анализира тогава, когато неговото състояние е най-близко до онова, което се предполага, че трябва да бъде при използването му в производствения процес, т.е. когато той е твърде сух.
Дървесната плоскост се предпочита да е плоча, подходяща е плоча от дървесни частици.
Мултивариантният анализ, провеждан съгласно изобретението, може да бъде основен факторен анализ /РСА/, парциален регресионен анализ на базата на най-малките квадрати /PLS/, регресионен анализ на базата на доминантен компонент /PCR/, многопараметричен линеен регресионен анализ /MLR/ или дискриминантен анализ, като се предпочита парциалният регресионен анализ на базата на наймалките квадрати.
Методът съгласно изобретението може също така да се прилага при метод за контролиране променливите на процеса, които влияят върху параметрите на дървесните плоскости, произвеждани от суров дървен материал, навлизащ в процеса на производство на дървесни плоскости. В този случай методът може да се използва за определяне параметрите на плоскостта, която информация впоследствие се вкарва в система за контролиране на процеса. Възможно е, също така, да се разработи система за контрол, в която получените спектри, след като се намали шумът или изместването на базовата линия, се вкарват директно в системата за настройване на променливите на процеса, без да се преобразуват спектрите в параметрите на плоскостта. Това може лесно да се постигне чрез създаване на модел за калибриране, в който променливите на процеса са изразени като функции на параметрите на плоскостта и на спектралните данни и впоследствие използването на модела в действителното производство, при което спектралните данни се получават от суровия материал, т.е. управление с предварителна връзка, или от произведената плоскост, т.е. управление с обратна връзка, и свързване с желаните параметри на плоскостта, за да зададат необходимите променливи на процеса.
Съгласно едно от примерните изпълнения плочата от дървесни частици се анализира при съдържание на влага под 10% чрез спектрометричен метод, даващ спектрални данни и така получените спектрални данни се сравняват със справочни спектрални данни, получени чрез спектрометричния метод от еталонни плочи от дървесни частици, произведени в споменатия процес при известни променливи на процеса, като еталонната плоча има съдържание на влага под 10%, параметрите на еталонните плочи от дървесни частици са известни и чиито справочни спектрални данни са калибрирани с известните променливи на процеса чрез мултивариантен анализ.
Съгласно едно приложение суровият дървен материал или плоча от дървесни частици се анализират също така, докато има влагосъдържание под 10% чрез спектрометричен метод, предоставяйки спектрални данни, и споменатите спектрални данни се сравняват със справочни спектрални данни, получени чрез спектрометричния метод от еталонен суров дървен материал или еталонни плочи от дървесни частици, произведени от еталонния суров дървен материал при еталонен процес за производство на плочи от дървесни частици, имащи съдържание на влага под 10%, които справочни спектрални данни са калибрирани с параметри на процеса, прилагани при еталонния процес, с мултивариантен анализ.
В едно друго примерно приложение на изобретението суровият дървен материал или плочата от дървесни частици се анализират пак, докато имат влагосъдържание под 10% чрез спектрометричен метод, предоставяйки спектрални данни. Получените спектрални данни се свързват в комбинация най-малко с един желан параметър и споменатата комбинация се сравнява с еталонни комбинации, получени чрез свързване на справочните спектрални данни, получени чрез спектрометричния метод от еталонен суров дървен материал или еталонни плочи от дървесни частици, имащи влагосъдържание под 10%, с известни параметри на споменатия еталонен суров дървен материал или споменатите еталонни плочи от дървесни частици, които еталонни комбинации са калибрирани с известни параметри на процеса с мултивариантен анализ.
Технически спектрометричният анализ може да се осъществи чрез вземане на проба с оптическо влакно по време на целия процес или чрез вземане на отделни проби за самостоятелен анализ. И в двата случая, спектрите се подлагат на допълнителна обработка на данните чрез използване на стойности от няколко отделни дължини на вълната от всеки отделен спектър. Трябва да се разбере, че използваното лъчение при спектрометричния метод влиза в директно съприкосновение с дървения материал или с плочата от дървесни частици.
Спектралната информация отразява разнообразие от свойства. В зависимост от интересуващия си параметър се корелира релевантна и селективна информация към специфичния параметър.
Един пример за такава техника е използването на приспособление, разположено на известно разстояние от процеса, състоящо се от източник на светлина, детектор, електронни компоненти и други необходими компоненти за предаване на сигнал чрез оптично влакно до пробата, където светлината се предава през или се отразява върху пробата или отчасти през пробата. Получените в резултат на това сигнали се връщат в детектора с придружаващ кабел от оптическо влакно и се записват.
В спектрометъра светлината се превръща в електрически сигнал, който впоследствие се предава на компютъра, където спектърът може да се свърже с предварително съхранени в паметта еталонни сканирания и се изчислява спектърът на пробата и коригираният спектър.
Друг пример е вземането на проби ръчно или автоматично на съответни интервали от време и подлагането на пробите на анализ в прибори за анализ, съдържащи източник на светлина, детектор, електронни компоненти и други необходими компоненти. Абсорбционните или трансмисионни спектри след това се подлагат на допълнителна обработка на данните,използвайки няколко отделни дължини на вълната от всеки конкретен спектър.
Предпочита се детекторът да има интервал на измерване най-много от 10 nm, желателно е 2 nm, а най-добре - 1 nm или поматьк. Доказване на наличието се осъществява в обхвата от дължини на вълната от 180 nm до 2500 nm /VIS - NIR/.
Това може да се постигне чрез използване на сканиращ инструмент, диоден матричен инструмент, трансформиращ уред на Фурие или друго съоръжение от подобен вид, известно на специалистите в областта.
Една оценка на дължините на вълните, които съдържат абсорбция или трансмисия, осигурява характерни особености, свързани с анализа. Чрез прилагане на хемометричните методи към получените спектри е възможно по-късно да се игнорират дължини на вълните, които не съдържат информация, полезна за химически анализ, дори ако измерването ще съдържа информация от целия обхват от дължини на вълните.
Определянето и контролът на параметрите на плочата от дървесни частици чрез използване на спектрометрично измерване обхваща два основни етапа, първият от които е разработването на модел за калибриране, включващ подетапите на разработване на примерни серии, обработка на данни и анализ на данни чрез използване на частици от повърхността и от вътрешността с известни стойности на параметрите. Вторият основен етап представлява спектрометричен анализ на пробата с неизвестни стойности на параметрите, обработка на спектралните данни с евентуално следващ анализ на данните и прилагане на модела за калибриране, разработен в първия основен етап, към получените данни.
Едно примерно приложение на изобретението е анализирането на NIR-спектрите в обхвата от дължини на вълната от 400-2500 nm, особено при 1000-2500 пт на изсушени частици от повърхността и от вътрешността и прилагане на хемометрична оценка към спектрите за изчисляване параметрите на частиците, като напр.плътност, профил на плътността, вътрешно сцепление, абсорбция, проницаемост, пробивна величина и величина на емисии в камера.
Съгласно едно предпочитано приложение методът обхваща следните етапи:
1, Разработване на модел за калибриране чрез:
/1 .а/ регистриране със спектрометричен метод на справочни сурови спектрални данни на еталонни проби от еталонен суров дървен материал или еталонна плоча от дървесни частици;
/1.6/ обработка на справочните сурови спектрални данни за намаляване на шума и настройване за изместване и разсейване на дифузна светлина;
/1 .в/ калибриране на обработените справочни спектрални данни с известните параметри на еталонните проби чрез осъществяване на анализ на данните, обхващащ мултивариантен анализ;
2. Регистриране със споменатия спектрометричен метод на сурови спектрални данни на проба от суров дървен материал или от плоча от дървесни частици с неизвестни параметри:
- обработка на получените при това сурови спектрални данни за намаляване на шума и настройване за изместване и разсейване на дифузна светлина;
- прилагане на разработения модел за калибриране към обработваните спектрални данни, за да се определят неизвестните параметри.
Мултивариантният анализ на подетап /1.в/ се предпочита да включва преобразуването на обработените справочни спектрални данни в латентни променливи. На подетап /2/ обработените спектрални данни се предпочита да се преобразуват в латентни променливи както при /1.в/ и разработеният модел за калибриране се прилага към латентните променливи, за да се определят неизвестните параметри. Преобразуването в латентни променливи става с основния факторен анализ /РСА/. Това предпочитано примерно изпълнение се разглежда подробно по-долу.
1. Разработване на модел за калибриране
Параметрите на плочата от дървесни частици се измерват по традиционния начин за известен брой проби. След това стойностите се използват за разработване на модел за калибриране, при който се прилагат разглежданите по-долу три подетапа за регистрираните абсорбционен, отражателен или емисионен спектри на споменатите проби.
/1.а/ Разработване на примерни серии.
Примерните серии се състоят от голям брой абсорбционни- или трансмисионни спектри от проби с известни стойности, които би трябвало да са представителни за производствената линия. Примерните серии се използват при хемометрични алгоритми за изчисляване на получените моделни параметри.
/1.6/ Обработка на данни.
За да се намали шумът и се настрои за изместване на основната линия, суровите спектрални данни трябва да се обработят. Тази обработка може също така да разкрие скритата информация, като напр. идентичност на видимо различаващи се спектри и неидентичност на видимо еднакви спектри. Още повече, че предположенията, насочващи към Закона на Беер / гласящ, че за даден абсорбционен коефициент и дължина на оптическия път в абсорбиращата среда общото количество на абсорбираната светлина е пропорционално на молекулярната концентрация на пробата/ не винаги са изпълнени в комплексната система, каквато представляват пробите. Това се дължи на редица фактори, често срещащи се в индустриални и лабораторни проби. Друг фактор, предизвикващ усложнения, са вариранията в разсейването на светлината, зависещи от частиците в пробата. Разработени са различни теории за преодоляване на този проблем и най-често използваните са: Трансформационна на КубелкМунк (P.Kubelka, F.Munk, Z.Tech. Physik 12, 593 (1931), включена тук чрез позоваване), която взима под внимание абсорбцията и разсейването; Сложна корелация на разсейването (P.Geladi, D.MacDougall, Н.Martens, Appl.Spect. 39, 491-500 (1985), включена тук чрез позоваване), където всеки спектър се “коригира” и по двата показателя - изместване и наклон чрез сравняването му с един “идеален” спектър/ спектрална функция. Друг начин на линейност на спектралните данни е чрез използване на производни, напр. до производни от 4-ти порядък (A.Saviitzky, M.J.E.Golay, Anal.Chem. 36, 1624-1639 (1964), включен тук чрез позоваване). Производната на спектъра води до един трансформиран спектър, състоящ се само от относителните изменения между близки дължини на вълните, и е показано, че пиковите интензитети на производните спектри клонят към по-голяма линейност с концентрацията (Т.С. O’Haver, T.Begley, Anal.Chem. 53, 1876 (1981), включена тук чрез позоваване). Линейна за висимост може също така да се постигне чрез използване на трансформацията на Фурие или чрез ползване на стандартна, нормална вариантна трансформация, описана от R.J.Barnes, M.S.Dhanoa, S.J.Lister, App;. Spectrosc., Vol. 43, + 5, 772-777 (1989), включена тук чрез позоваване).
/1 ,в/ Анализ на данни.
Анализът на данни с използване на хемометрична техника дава възможност да се разработи модел за калибриране. Съществуват няколко хемометрични метода, които могат да се използват, като напр. основен факторен анализ /РСА/, парциален регресионен анализ на базата на най-малките квадрати /PLS/, регресионен анализ на базата на доминантен компонент /PCR/, многопараметричен линеен регресионен анализ /MLR/ и дискриминантен анализ. Предпочитаният хемометричен метод съгласно изобретението е метода за регресионен анализ на базата на най-малките квадрати.
/ 1.в. 1 / Основен факторен анализ /РСА/.
Чрез основния факторен анализ групата от корелирани променливи величини се стеснява до по-малка група от некорелирани величини. Тази трансформация се свежда до една завъртане на координатната система, имащо за резултат подреждането на информацията върху по-малък брой оси спрямо изходното разположение. По този начин променливите величини, които са силно корелирани една с друга, ще се третират като отделна единица. Чрез използване на РСА ще бъде възможно да се получи една малка група от некорелирани променливи, явяваща се представителна за преобладаващата част от информацията, която е налице в изходната група променливи величини, но която е много по-лесно да се използва при моделите. Въобще от 2 до 15 основни параметра ще обясняват от 85 до 98% от варирането на променливите.
/1.В.2/ Парциален регресионен анализ на базата на най-малките квадрати (PLS). Парциалният регресионен анализ е метод за моделиране и изчисляване, чрез който могат да се установят количествените зависимости между групи от променливи, напр.група от дескрипторни данни /спектри/ за серия от проби и група от съответни данни, измерени с тези проби. Чрез количествената зависимост между групите е възможно да се въведат спектрални данни за нова проба в дескрипторната група и да се направят прогнози за очакваните резултати. Едно голямо предимство на метода е, че резултатите могат да се представят графично чрез различни графики. В повечето случаи визуалните интерпретирания на графиката са достатъчни, за да се разберат добре различните взаимоотношения между променливите. Методът се базира на проекции, подобни на РСА. Методът на PLS е подробно описан в статиите на: R.Carlsson, Проектиране и организация в органичния синтез, B.G.M.Vandeginste,
O.M.Kvalheim, Обработка на данни в науката и техниката (Elsevier, 1992) Vol. 8, включени тук чрез позоваване.
/1.В.З/ Регресионен анализ на базата на доминантен компонент /PCR/.
Регресионният анализ на базата на доминантен компонент е тясно свързан с РСА и PLS. Както при РСА, всеки обект в дескрипторния блок се проектира върху по-ниско дименсионно пространство, давайки множества и товари. След това множествата се регресират спрямо риспонс блока по методиката на най-малките квадрати, което води до регресионен модел, който може да се използва за прогнозиране на неизвестни проби. Същият статистически модел както при PLS и РСА може да се използва за утвърждаване на модела. Отлично помагало по въпросите на РСА, PLS и PCR е публикацията на P.Geladi et al “Парциален регресионен анализ на базата на наймалките квадрати: Помагало”, Anal.Chem.Acta, 185, 1-32 (1986), която е включена тук изцяло чрез позоваване.
/1.В.4/ Многопараметричен линеен регресионен анализ /MLR/.
Чрез многопараметричния линеен регресионен анализ се определя най-подходящата равнина за параметрите на плочата от дървесни частици като функция на спектрите, като се използва методът на най-малките квадрати, за да се определи всяка граница на равнината. След това тази равнина се използва за разпознаване и определяне на една прогрозна стойност на неизвестен параметър на плочата. Този метод изобщо се ограничава до относително “чисти” системи, където няма значително количество на интерференция на матрицата и в противовес на PLS той изисква повече обекти, отколкото променливи.
/1.в.5/ Дискриминантен анализ.
Това е метод, при който чрез използва не на спектрални данни известните стойности на параметрите на плочата се обединяват в различни групи, разделяни от ясни линейни граници. Проба с неизвестни стойности на параметрите според спектъра си може да се причисли към една група и да се определи стойността на параметъра на плочата, т.е. средната стойност на групата. Това е един изключително полезен метод за качествено пресяване, но изисква обширна база данни, за да се получат статистически значими резултати.
/2/ Определяне чрез прилагане на модел за калибриране.
След като вече е разработен модел за калибриране, определянето на неизвестните стойности може да се осъществи чрез регистриране на абсорбционния или трансмисионен спектър в съответствие с /1 .а/; обработка на получените при това сурови спектрални данни в съответствие с /1.6./; провеждане, по избор, на анализ на данните на обработените спектрални данни в съответствие с /1 .в/; прилагане на разработения модел за калибриране към получените по този начин данни.
Изобретението се илюстрира със следните примери.
В лабораторията се изработват пет плочи от дървесни частици за изпитване, с различен състав на частиците, но с една и съща рецепта на свързване. Използват се три различни вида сурови дървесни частици с три различни срока на отлежаване /стари, 3 месеца и свежи/. Те се изсушават и сортират на частици повърхностни и за вътрешността в лабораторията. От частиците с еднакъв срок на отлежаване се изработва по една представителна плоча за изпитване, а четвъртата плоча за изпитване е еталонна проба от дървесни частици от редовното производство. Смесите от частиците на плочите са дадени по-долу в таблица 1. Съдържанието на влага на всяка проба се определя в съответствие със стандартните методи. NIR-измерванията на всеки вид частици се провежда в лабораторията на AKZO NOBEL ANALYSCENTRUM, Нака, Швеция. Използваният прибор е FT-NIR Bomem 160 с дрифт-елемент. Частиците се поставят в чаша и пробите се сканират 16 пъти, при спектри между 1000 и 2500 nm. В допълнение към направените измервания в съответствие с известните методи върху завършени плочи също така се провеждат изпитания за измерване на емисии с ексикатор/методът, описан по-долу/, както и по метод, при който плочата се поставя в камера и се засмуква въздух през плочата /методът box, описан по-долу/. Резултатите се показват на монитор, уред InterScan за формалдехид. Измерването, което е направено при производствения метод в завода, се извършва върху охладена сурова плоча, когато въздухът в ексикатора е с температура 30°С и би дало информация дали измерването на формалдехид в производството е в добро съответствие със стойността от измерването в камера. Резултатите от измерванията са показани в таблица 2. Използвана е програмата Sirius за мултивариантни данни за извличане на допълнителна информация от нормализираните NIRспектри. Построени са модели с резултатите на променливите на частиците, както и за променливите на плочата с шест PLS-компонента. Моделите с резултатите могат да се представят като У=КХ+М, т.е. уравнение, описващо една права линия в конвенционалната кординатна система Х-У, където У е прогнозният параметър, X - фактически измерения параметър, К - корелационна константа за модела /показваща наклона на линията/, а М показва пресичането на линията с оста У, т.е. стойността У се приема, когато X има стойност 0 в модела. За един идеален модел К е 1, а М - 0. Стойностите на К и М за различните измервания са показани в таблица 3 заедно с корелациите на моделите с действителните стойности, която за идеалния модел е 1 и средните прогнозни грешки. За да се определят стойностите на параметрите на плочата, се използва спектроскопия с различни дължини на вълната, проведена върху частиците от повърхността и от вътрешността, последвана от линеаризация на спектралните данни и мултивариантна оценка на данните /PLS-алгоритъм/. Еталонните образци са общо 10 броя с различен произход, както е посочено в таблиците, и оттам имат различни параметри. Пробите се изсушават до съдържание на влага между 0,9 и 2,3% и се сортират на частици за повърхността и за вътрешността.
Фракция от частици за повърхността 0,5-2 mm
Фракция от частици за вътрешността 2-8 mm.
Проведено е изпитване, обхващащо 2x4 трипластови плочи за всеки състав и по съ62533 щия начин е проведено изпитване със смес от равни части от трите състава. Проведено е изпитване с повърхностни и вътрешни частици. При всички изпитвания се използва карбамидформалдехидна смола UF 1155 от Casco Products 5 АВ. Четири от плочите се изпитват комбинирано в камера. Измерванията за емисии са про ведени с ексикатор, както и със засмукване на въздух над плочата в камерата. Цялостно изпитване на плочата за всеки опит е проведено след изпитването в камера.
В таблиците са използвани следните съкращения:
Dens. IB TSW 24 h ABS 24 h PB PV REM Em.kam EXS 30 C Плътност Вътрешно сцепление Набъбване по дебелина Абсорбция Проницаемост, cm/min Пробивна величина, mg НСНО/ЮО g Бърз емисионен метод, mg НСНО/1 Емисионна камера, mg HCHO/m Ексикатор 0,82 dm2 с облепване. 3 1 въздух се засмуква над плочата на минута. Прясно пресована сурова плоча. Температура 30°С.
EXS 23 C Ексикатор 0,82 dm2 с облепване. 3 1 въздух се засмуква над плочата на минута. Прясно пресована сурова плоча. Температура 23°С.
EXS 1 d Ексикатор 0,82 dm2 с облепване. 3 1 въздух се засмуква над плочата на минута. Протрита плоча, 1 ден.
Box 4 d Засмукване на въздух през плоча с размер 4,8 dm2, 5 h/min. Протрита плоча, облепени ръбове, 4 дни.
Box 12 d Засмукване на въздух през плоча с размер 4,8 dm2, 5 1/min. Протрита плоча, облепени ръбове, 12 дни.
Box 27 d Засмукване на въздух над плоча с размер 4,8 dm2, 5 1/min. Протрита плоча, облепени ръбове, 27 дни.
Box k-sk Засмукване на въздух над плоча с размер 4,8 dm2, 5 1/min. Протрита плоча, облепени ръбове, измерване с плоча, която е изпитана в камера.
Таблица 1.
Смеси от частици за пресоване
Код на плочата Частици от кг.^м/ността Отлежаване влага. 1 .
50135 Еталонни частици Норм.провзк. 2.3
50136 'Състаа 1 Отлежал 4.2
50187 л с т а в 2 Свел 3.3 |
50188 С Състав 3 3 месеца 3.5 j
50188 Състав 1+2+3 Смес 3.8 1
Код на плочата 1 Частици от вътрешността Отлежаване Влага 1
5018S Еталонни частици Нормално проив 20 J
50186 Състав 1 Отлежал 2.8 J
501В7 Състав 2 Свеж 2.9
50188 Състав 3 3 месеца 3.2 1
50189 Състав 1+2+3 Смес 3.1
Таблица 2.
Променливи на плочата за корелиране с NIR-измерванията върху частици от повърхността и от вътрешността.
Код на (плочата Плътн. IB TSW 2<4 h ABS PB PV REM Επί ; kdm'
50185 746 1.01 8.5 24.7 1.0 5.3 2.4 0.112
5Ο1Θ6 756 0.82 16.8 35.8 0.7 4.7 2.5 0.091
50187 751 0.66 15.5 32.1 1.2 4.2 2.4 0.076
50188 760 0.76 17.2 36.5 1.3 4.5 2.6 0.0Θ1
1 50189 755 0.72 18.6 39.3 0.7 4 .4 2.6 0 . ΟΘ3
I Код на плочата EXS с 30 с ^sc EXS 1 d PBtl bOx id ‘ PBL bOxlZd PBL PBL I klfe
50185 0.140 0.055 0.085 0.240 0.16 0.14 0.15
50186 0.070 0.055 0.055 0.225 0.19 0.17 0.16
50187 · 0.045 0.04 5 0.050 0.245 0.20 0.17 0.14
50188 0.055 0.045 0.040 0.320 0.22 0.19 0.14
50189 0.045 0.040 0.045 0.330 0.22 0.20 0.16
Таблица 3.
Параметър K [Корелация ggegHa прогнозна
Влага 0.975 0.078 0.987 0.226
Плътност 0.908 69.403 0.953 2.578
IB 0.998 0.002 0.999 0.034
TSW 24h 0.996 0.057 0.998 0.467
ABS 24h 0.999 0.034 0.999 0.510
PB 0.Θ72 0.125 0.934 0.148
Em.kam 0.984 0.001 0.992 0.003
REM 0.991 0.021 0.996 0.013
PV 0.997 0.016 0.998 0.103
EXS 30°C 0.996 0.000 0.998 0.008
EXS 23°C 0.966 0.002 0.983 0.004
EXS Id 0.975 0.001 0.987 0.004
Box 4d 0.980 0.006 0.990 0.017
Box 12d 0.995 0.001 0.997 0.005
Box 27d 0.997 0.000 0.999 0.005
Box k-sek 0.889 0.017 0.943 0.005
Както може да се види от таблица 3, наклоните К и корелациите са много близки до идеалната стойност, равна на 1. Повечето пресичания М са много близки до идеалната стойност 0, като само параметърът плътност прави изключение; в този случай обаче трябва да се отбележи, че действителните стойности на измерените плоскости са в обхвата от 745 до 760, което показва, че отклонението фактически е съвсем малко, разгледано във връз ка с действителните стойности, което също е отразено от малката средна прогнозна грешка в този случай.

Claims (20)

  1. Патентни претенции
    1. Метод за изследване и прогнозиране на свойствата на дървесни плоскости, получени от суров дървен материал в течение на процеса на производство на дървесните плоскости, характеризиращ се с това, че се анализира суровият дървен материал или дървесната плоскост, когато имат съдържание на влага под 10% чрез спектрометричен метод, осигуряващ спектрални данни, и се сравняват спектралните данни със справочни спектрални данни, получени чрез спектрометричен метод от еталонен суров дървен материал или еталонни дървесни плоскости, имащи съдържание на влага под 10%, които справочни спектрални данни са калибрирани с известни параметри на дървесните плоскости, произвеждани от еталонния суров дървен материал или с известни параметри на дървесната плоскост с мулти вариантен анализ.
  2. 2. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че при анализиране на суровия дървен материал или на дървесната плоскост, когато имат съдържание на влага под 10% чрез спектрометричен метод, даващ спектрални данни, спектралните данни се свързват в комбинация с един параметър на процеса, след което тази комбинация се сравнява с еталонни комбинации, получени чрез свързване на справочните спектрални данни, получени чрез спектрометричния метод от еталонен суров дървен материал или еталонни дървесни плоскости, имащи влагосъдържание под 10%, с еталонните променливи на процеса, които еталонни комбинации са калибрирани с известни параметри на дървесните плоскости, произведени от еталоннния суров дървен материал или с известни параметри на дървесна плоскост с мултивариантен анализ.
  3. 3. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че суровият дървен материал се анализира, а получените спектрални данни се сравняват със справочни спектрални данни, получени от еталонен суров дървен материал, които справочни спектрални данни са калибрирани с известни параметри на дървесните плоскости, получени от еталонния суров дървен материал.
  4. 4. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че се анализира дървесната плоскост, а получените спектрални данни се сравняват със справочни спектрални данни, получени от еталонни дървесни плоскости, които справочни спектрални данни са калибрирани с известни параметри на дървесните плоскости с мултивариантен анализ.
  5. 5. Метод съгласно претенции 1, 2, 3, 4, характеризиращ се с това, че дървесната плоскост е плоча.
  6. 6. Метод съгласно претенция 5, характеризиращ се с това, че плочата е плоча от частици.
  7. 7. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че се разработва един модел за калибриране чрез фиксиране със спектрометричен метод на справочни сурови спектрални данни на еталонните проби от еталонния суров дървен материал или от еталонната дървесна плоскост, обработват се справочните спектрални сурови данни, за да се намали шумът и да се настрои дрейфът и разсейването на дифузната светлина, калибрират се обработваните справочни спектрални данни с известните параметри на еталонните проби чрез провеждането на анализ на данните, включващ мултивариантен анализ, регистрират се със спектрометричен метод спектралните сурови данни на една проба от суров дървен материал или от дървесна плоскост, имащи неизвестни параметри, обработват се получените по този начин спектрални сурови данни за намаляване на шума и настройване на дрейфа и разсейването на дифузната светлина и се прилага разработеният модел за калибриране към обработените спектрални данни, за да се определят неизвестните параметри.
  8. 8. Метод съгласно претенция 7, характеризиращ се с това, че мултивариантният анализ включва преобразуването на обработваните справочни спектрални данни в скрити, латентни променливи, като обработваните спектрални данни се преобразуват в латентни променливи, а разработеният модел на калибриране се прилага към латентните променливи, за да се определят неизвестните параметри.
  9. 9. Метод съгласно претенция 7 или 8, характеризиращ се с това, че спектрометричният метод е абсорбционен, отражателен, емисионен или трансмионен спектрометричен метод.
  10. 10. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че суровият дървен ма14 териал или дървесна плоскост и еталонният суров дървен материал или еталонните дървесни плоскости се сушат до влагосъдържание под 8%, за предпочитане под 4%.
  11. 11. Метод съгласно претенция 1, харак- 5 теризиращ се с това, че суровият дървен материал съдържа повърхностни частици или частици, намиращи се във вътрешността, или и от двата вида.
  12. 12. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че при спектрометричния метод се използва изследване с близко инфрачервено излъчване.
  13. 13. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че параметрите на дървесната плоскост, които предстои да се определят, се избират измежду следните: плътност, профил на плътността, вътрешно сцепление, издуване по дебелина, абсорбционна стойност, величина на проницаемост, пробивна величина, величина на емисия в камера.
  14. 14. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че мултивариантният анализ се избира между основен факторен анализ /РСА/, парциален регресионен анализ на базата на най-малките квадрати /PLS/, регресионен анализ на базата на доминантен компонент /PCR/, многопараметричен линеен регресионен анализ /MLR/ и дискриминантен анализ.
  15. 15. Метод съгласно претенция 14, характеризиращ се с това, че използваният мултивариантен анализ е парциалният регресионен анализ на базата на най-малките квадрати /PLS/.
  16. 16. Метод за контролиране на променливите на процеса, които влияят върху параметрите на дървесните плоскости, получавани от суров дървен материал, който преминава в процеса на производство на дървесни плоскости, характеризиращ се с това, че се анализира суровият дървен материал или дървесната плоскост, имаща съдържание на влага под 10%, със спектрометричен метод, предоставящ спектрални данни, и се сравняват по спектралните данни със справочните спектрални данни, получени чрез спектрометричен метод от еталонен суров дървен материал или еталонни дървесни плоскости, получени от еталонния суров дървен материал в процес на производство на дървесни плоскости, когато имат съдържание на влага под 10%, които справочни спектрални данни са калибрирани с променливите на процеса в такъв процес, с мултивариантен анализ.
  17. 17. Метод съгласно претенция 16, характеризиращ се с това, че спектралните данни се сравняват със справочни спектрални данни, получени от еталонен суров дървен материал или еталонни дървесни плочи, получени от еталонния суров дървен материал в един еталонен процес за производство на дървесни плоскости, чиито справочни спектрални данни са калибрирани с променливите на процеса, прилагани в еталонния процес.
  18. 18. Метод съгласно претенция 16, характеризиращ се с това, че спектралните данни се свързват в комбинация с един желан параметър и споменатата комбинация се сравнява със справочни комбинации, получени чрез свързване на справочните спектрални данни от еталонния суров дървен материал или еталонни дървесни плоскости, с известни параметри на суровия дървен материал или на еталонните дървесни плоскости, които справочни комбинации са калибрирани с известни променливи на процеса с мултивариантния анализ.
  19. 19. Метод съгласно претенция 18, характеризиращ се с това, че суровият дървен материал се анализира, а комбинацията се сравнява със справочни комбинации, получени чрез свързване на справочните спектрални данни с известни параметри на еталонния суров дървен материал.
  20. 20. Метод съгласно претенция 18, характеризиращ се с това, че дървесната плоскост се анализира, а комбинацията се сравнява със справочни комбинации, получени чрез свързване на справочните спектрални данни с известни параметри на еталонните дървесни плоскости.
BG102237A 1995-07-14 1998-02-09 Метод за изследване и прогнозиране на свойствата на дървесниплоскости BG62533B1 (bg)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9502611A SE9502611D0 (sv) 1995-07-14 1995-07-14 Prediction of the properties of board
PCT/SE1996/000892 WO1997004299A1 (en) 1995-07-14 1996-07-02 Prediction of the properties of board by using a spectroscopic method combined with multivariate calibration

Publications (2)

Publication Number Publication Date
BG102237A BG102237A (bg) 1998-12-30
BG62533B1 true BG62533B1 (bg) 2000-01-31

Family

ID=20399001

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BG102237A BG62533B1 (bg) 1995-07-14 1998-02-09 Метод за изследване и прогнозиране на свойствата на дървесниплоскости

Country Status (33)

Country Link
US (1) US5965888A (bg)
EP (1) EP0839317B1 (bg)
JP (1) JP3370681B2 (bg)
KR (1) KR100233948B1 (bg)
CN (1) CN1117271C (bg)
AR (1) AR002823A1 (bg)
AT (1) ATE188033T1 (bg)
AU (1) AU690470B2 (bg)
BG (1) BG62533B1 (bg)
BR (1) BR9609761A (bg)
CA (1) CA2226727C (bg)
CZ (1) CZ296823B6 (bg)
DE (1) DE69605801T2 (bg)
DK (1) DK0839317T3 (bg)
EA (1) EA000988B1 (bg)
EE (1) EE03938B1 (bg)
ES (1) ES2140878T3 (bg)
HU (1) HU221230B1 (bg)
IL (1) IL122437A (bg)
MX (1) MX9800413A (bg)
MY (1) MY118744A (bg)
NO (1) NO325268B1 (bg)
NZ (1) NZ312816A (bg)
PL (1) PL181795B1 (bg)
PT (1) PT839317E (bg)
RO (1) RO117048B1 (bg)
SE (1) SE9502611D0 (bg)
SI (1) SI0839317T1 (bg)
SK (1) SK282825B6 (bg)
TR (1) TR199800033T1 (bg)
UA (1) UA28105C2 (bg)
WO (1) WO1997004299A1 (bg)
ZA (1) ZA965808B (bg)

Families Citing this family (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69937675T2 (de) * 1998-03-05 2008-11-27 Akzo Nobel N.V. Verfahren zum Kontrollieren eines Verfahrens zur Herstellung eines Zullulosefasern enthaltenden Produkts
US6414312B1 (en) 1998-03-05 2002-07-02 Akzo Nobel N.V. Method for controlling a process for the production of a cellulose fiber containing product
EP0967326B1 (de) 1998-06-22 2006-12-13 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Prozessführung und Prozessoptimierung bei der Herstellung von Fasermatten und/oder Faserplatten
US6207956B1 (en) * 1998-09-04 2001-03-27 The Toro Company Method and apparatus for quantitative determination of turfgrass color
US6647343B1 (en) * 1999-04-29 2003-11-11 Agilent Technologies, Inc. Temporal profile analysis of mass data in a mass sensor system
WO2001001113A1 (en) * 1999-06-28 2001-01-04 New Zealand Forest Research Institute Ltd. Method for identifying properties of wood by infra-red or visible light
SE523308E (sv) 2000-03-02 2007-12-27 Valmet Fibertech Ab Förfarande för kontinuerlig bestämning av egenskaper hos ett trägiberflöde för träfiberskiveframställning
US6525319B2 (en) 2000-12-15 2003-02-25 Midwest Research Institute Use of a region of the visible and near infrared spectrum to predict mechanical properties of wet wood and standing trees
US6606568B2 (en) 2000-06-28 2003-08-12 Midwest Research Institute Method for predicting dry mechanical properties from wet wood and standing trees
US6593572B2 (en) 2000-12-13 2003-07-15 Midwest Research Institute Method of predicting mechanical properties of decayed wood
GB0031522D0 (en) * 2000-12-22 2001-02-07 Enigma Nv Use of NIR (near-infra red spectroscopy) in composite production
GB0102688D0 (en) * 2001-02-02 2001-03-21 Enigma Nv Method for assessing remaining useful life and overall quality of laminating paper
US7245985B2 (en) 2001-03-21 2007-07-17 Signature Control Systems Process and apparatus for improving and controlling the vulcanization of natural and synthetic rubber compounds
US7167773B2 (en) 2001-03-21 2007-01-23 Signature Control Systems Process and apparatus for improving and controlling the curing of natural and synthetic moldable compounds
US7194369B2 (en) * 2001-07-23 2007-03-20 Cognis Corporation On-site analysis system with central processor and method of analyzing
US7321425B2 (en) * 2004-12-20 2008-01-22 Honeywell International Inc. Sensor and methods for measuring select components in sheetmaking systems
US7279684B2 (en) * 2005-12-13 2007-10-09 Huber Engineered Woods Llc Method using NIR spectroscopy to monitor components of engineered wood products
US20070222100A1 (en) * 2006-03-21 2007-09-27 Huber Engineered Woods L.L.C. Method and system using NIR spectroscopy for in-line monitoring and controlling content in continuous production of engineered wood products
US20090230306A1 (en) * 2008-03-17 2009-09-17 Andre Nicolas Spectroscopic Prediction of Formaldehyde Emission and Thickness Swell of Wood Panels
US8519337B2 (en) * 2008-06-28 2013-08-27 The Boeing Company Thermal effect measurement with near-infrared spectroscopy
US8552382B2 (en) * 2008-08-14 2013-10-08 The Boeing Company Thermal effect measurement with mid-infrared spectroscopy
US8436311B2 (en) * 2008-08-14 2013-05-07 The Boeing Company Method of predicting thermal or chemical effect in a coated or painted composite material
US7807971B2 (en) * 2008-11-19 2010-10-05 The Boeing Company Measurement of moisture in composite materials with near-IR and mid-IR spectroscopy
PL2431144T3 (pl) 2010-09-15 2013-02-28 SWISS KRONO Tec AG Sposób i urządzenie do nasycania na mokro klejem włókien drzewnych
US9182360B2 (en) 2013-07-22 2015-11-10 Honeywell Asca Inc. Multi-frequency microwave sensor for temperature independent measurement of moisture
CN104865944B (zh) * 2014-07-17 2017-11-28 辽宁石油化工大学 基于pca‑lssvm的气分装置控制***性能评估方法
DE102014214363B4 (de) 2014-07-23 2018-03-22 Türmerleim Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Beeinflussung und Regelung eines Verleimungsprozesses
CN104390932B (zh) * 2014-11-12 2017-06-30 中南林业科技大学 基于红外差谱技术的木材含水率检测方法
ES2637750T3 (es) * 2015-04-09 2017-10-16 Flooring Technologies Ltd. Procedimiento para la determinación de la resistencia a la abrasión de al menos una capa de desgaste dispuesta sobre una placa de soporte
CN106442382A (zh) * 2016-07-15 2017-02-22 中国林业科学研究院热带林业研究所 一种快速预测尾细桉木材基本密度的方法
CN108362702A (zh) * 2017-12-14 2018-08-03 北京木业邦科技有限公司 一种基于人工智能的单板缺陷检测方法、***及设备
RU2730407C1 (ru) * 2020-02-03 2020-08-21 Фин Скан Ою Способ оценки качества пиломатериала и устройство для его реализации
TWI762271B (zh) * 2020-08-13 2022-04-21 日商名南製作所股份有限公司 板狀木材的缺陷檢測系統、缺陷檢測方法以及缺陷檢測用程式
CN113109290B (zh) * 2021-04-08 2023-03-03 晨光生物科技集团股份有限公司 一种快速预判天然色素衰减速度的方法
ES2932150A1 (es) * 2021-06-29 2023-01-13 Luque Ripoll Luis De Procedimiento de determinación del origen geográfico y/o la especie botánica en muestras de madera
CN113447452A (zh) * 2021-06-29 2021-09-28 西安交通大学 一种用于绝缘纸光谱的水分影响因素校正方法及***
DE102021004704A1 (de) * 2021-09-17 2023-03-23 Dieffenbacher GmbH Maschinen- und Anlagenbau Anlage und Verfahren zur kontinuerlichen Herstellung von Werkstoffplatten sowie eine Testvorrichtung und Testverfahren zur Ermittlung von zumindest einer Werkstoffkenngrösse
EP4303567A1 (de) * 2022-07-04 2024-01-10 Flooring Technologies Ltd. Verfahren zur bestimmung der menge von mindestens einem pulverförmigen bindemittel in einer mischung mit holzpartikeln

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4606645A (en) * 1984-10-29 1986-08-19 Weyerhaeuser Company Method for determining localized fiber angle in a three dimensional fibrous material
US4800279A (en) * 1985-09-13 1989-01-24 Indiana University Foundation Methods and devices for near-infrared evaluation of physical properties of samples
CA2062447C (en) * 1991-03-07 1998-10-13 Peter Charles Matthews Reflective grain defect scanning
US5252836A (en) * 1991-03-07 1993-10-12 U.S. Natural Resources, Inc. Reflective grain defect scanning
SE507486C3 (sv) * 1991-09-12 1998-07-13 Valmet Automation Kajaani Ltd Foerfarande och anordning foer maetning av fiberegenskaper med naera-infra-roed-spektroskopi
US5360972A (en) * 1993-08-17 1994-11-01 Western Atlas International, Inc. Method for improving chemometric estimations of properties of materials
NZ270892A (en) * 1994-08-24 1997-01-29 Us Natural Resources Detecting lumber defects utilizing optical pattern recognition algorithm

Also Published As

Publication number Publication date
CN1191017A (zh) 1998-08-19
HUP9900683A2 (hu) 1999-06-28
JPH11509325A (ja) 1999-08-17
UA28105C2 (uk) 2000-10-16
PL324493A1 (en) 1998-05-25
PT839317E (pt) 2000-05-31
TR199800033T1 (xx) 1998-06-22
ES2140878T3 (es) 2000-03-01
BG102237A (bg) 1998-12-30
ATE188033T1 (de) 2000-01-15
ZA965808B (en) 1997-01-27
NO980135L (no) 1998-03-16
SI0839317T1 (en) 2000-04-30
CA2226727A1 (en) 1997-02-06
EE03938B1 (et) 2002-12-16
BR9609761A (pt) 1999-01-26
SE9502611D0 (sv) 1995-07-14
IL122437A0 (en) 1998-06-15
PL181795B1 (pl) 2001-09-28
CN1117271C (zh) 2003-08-06
CZ296823B6 (cs) 2006-06-14
EP0839317B1 (en) 1999-12-22
CZ3198A3 (cs) 1998-06-17
NO325268B1 (no) 2008-03-17
WO1997004299A1 (en) 1997-02-06
RO117048B1 (ro) 2001-09-28
SK282825B6 (sk) 2002-12-03
AU690470B2 (en) 1998-04-23
EA199800126A1 (ru) 1998-08-27
NZ312816A (en) 1999-05-28
IL122437A (en) 2001-01-28
DE69605801D1 (de) 2000-01-27
DE69605801T2 (de) 2000-05-18
AU6473596A (en) 1997-02-18
EP0839317A1 (en) 1998-05-06
SK4098A3 (en) 1998-10-07
AR002823A1 (es) 1998-04-29
MX9800413A (es) 1998-09-30
HU221230B1 (en) 2002-08-28
KR19990028494A (ko) 1999-04-15
EA000988B1 (ru) 2000-08-28
DK0839317T3 (da) 2000-05-08
US5965888A (en) 1999-10-12
KR100233948B1 (ko) 1999-12-15
HUP9900683A3 (en) 1999-11-29
EE9800029A (et) 1998-08-17
MY118744A (en) 2005-01-31
CA2226727C (en) 2002-10-01
NO980135D0 (no) 1998-01-13
JP3370681B2 (ja) 2003-01-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100233948B1 (ko) 다변수 보정과 조합된 분광학적 방법에 의해보드의 성질측정방법
US7279684B2 (en) Method using NIR spectroscopy to monitor components of engineered wood products
AU2006280518B2 (en) Method for production of layered substrates
US20070039678A1 (en) Method for production of layered substrates
EP0723656A1 (en) Spectrophotometric method to measure quality and strength parameters in trees, lumber, timber, chips, saw dust, pulp and paper
AU748287B2 (en) A method for controlling a process for the production of a cellulose fibre containing product
US6414312B1 (en) Method for controlling a process for the production of a cellulose fiber containing product
AU771753B2 (en) Method for identifying properties of wood by infra-red or visible light
Yu et al. Rapid Determination of Urea Formaldehyde Resin Content in Wood Fiber Mat Using Near-infrared Spectroscopy.
US20040113078A1 (en) Method for assessing remaining useful life and overall quality of laminating paper
Hein et al. Beurteilung physikalischer und mechanischer Eigenschaften von agro-basierten Spanplatten mittels Nahinfrarot-Spektroskopie
Diaz Rapid non-destructive assessment of southern yellow pine lumber properties by near infrared spectroscopy
So et al. NIR