Kağıtta NIR Teknolojili Online Temassız Nem Ölçümü

NIR İngilizce olarak Near InfraRed (Yakın Kızıl Ötesi) kelimelerinin kısaltması sonucunda ortaya çıkan bir terimdir. Bilindiği üzere göz ışığın 400 ile 780nm dalga boyundaki renkleri ayırt edebilir. 1100 ile 2500nm dalga boyundaki renkler göz tarafından algılanamaz ve bu dalga boyu yakın kızıl ötesi (NIR) bölgesi olarak adlandırılır. Nem ölçümünde NIR dalga boyunun kullanılmasının sebebi ise, nem yani suyun kimyasal bileşiminde yer alan hidrojen bağlarının bu dalga boyundaki ışığı belirgin bir şekilde soğurması ve yansıtmasından kaynaklıdır. Hidrojenin çeşitli ürünler içerisindeki kimyasal bağı bu dalga boyu aralığında soğurma veya yansımaya farklı oranlarda tepki vermektedir.  Su içerisinde hidrojenin O-H bağı, yağ veya selülözün içerisindeki hidrojenin C-H bağı, protein içerisindeki hidrojenin N-H bağı gibi, birçok ürünün içerisindeki kimyasal formülünde yer alan hidrojen bağı yakın kızılötesi ışık dalga boyunda birbirinden farklı soğurma veya yansıtma değerleri gösterir. Bu değerler NIR teknolojili temassız online nem cihazlarıyla analiz edilerek, güçlü bir algoritma ve yazılımla beraber ölçülen malzemenin içeriğindeki nem, yağ, protein, ağırlık gibi değerler ölçülebilmektedir.

MoistTech IR 3000, temassız online NIR teknolojili endüstriyel tip, kolay kurulumlu, bir kez kalibrasyon yapıldıktan sonra bakım gerektirmeyen ve uzun ömürlü nem ölçüm cihazlarıdır. Cihazların standart donanımlarında düşük veya yüksek nem seviyelerine göre uygun filtre seti, 3 adet bağımsız izole 4…20mA analog çıkış, 1 adet RS232/RS422/RS485 haberleşme portu, 1 adet Windows altında çalışan programlama ve konfigürasyon yazılımı için ethernet portu mevcuttur. Talebe göre 24V AC/DC veya 220VAC beslemeli versiyonları vardır. Ölçüm parametrelerinde nem harici ikinci bir parametre seti için (yağ, protein, ağırlık vb.) ilave filtre seti opsiyonel olarak seçilebilir. Gıda sektörüne uygun yıkanabilir nikel kaplı versiyonları, dış ortamlara uygun IP67 versiyonları, tütün, kömür veya ağaç işleme sektörlerine uygun özelleştirilmiş tipleri de mevcuttur. Opsiyonel olarak endüstriyel haberleşme kartları olarak ProfiBus, ProfiNet ve Ethernet /IP haberleşme arayüzleri vardır.

Uygulama Notları:

Bilindiği üzere kağıt sektöründe nem ölçümü için çoğunlukla radyoaktif ölçüm temelli cihazlar kullanılır. Bu prensibe dayalı cihazlar, yüksek maliyetlerinin yanı sıra prosedür gereklilikleri ile de işletmeleri oldukça zorlamaktadır. Bakım-onarım süreleri, nakliye sorunları, gümrük giriş-çıkış işlemlerindeki yasal yükümlülük ve kontroller bu zorlukların en başında gelmektedir. Ayrıca ekipmanların yatırım maliyetlerinin yüksekliği de firmaları için büyük önem teşkil etmektedir. Bu nedenle birçok tesis nem ölçümünü son aşamadaki rulolama öncesinde yapmak mecburiyetinde kalmaktadır. Oysa ki son ürün aşamasına gelene kadar ara bölümlerde yapılacak nem kontrolü ile ürün kalitesi standardize edilebilir ve ara kontroller ile de büyük enerji tasarrufları sağlanabilir.

Ayrıca NIR teknolojisyle sadece kağıt nemi değil, kalınlık/ağırlık kontrolü de yapılabilmektedir. Burada da mevcutta sadece son aşamada rulolama öncesinde yapılan radyoaktif nem ölçümüyle beraber yapılan ultrasonik kalınlık ölçümüne bağlı kalmaksızın, NIR teknolojisiyle nem ölçümü yapılabilen her noktada ilave filtre opsiyonlarıyla ekonomik olarak kalınlık/ağırlık kontrolü yapılabilir.

Kağıt sektörünün önde gelen şirketlerinden olan firmanın İzmir gölgesindeki tesisinde gerçekleştirilen uygulumada cihaz, ürün ile 10 ile 40 cm mesafeden olacak şekilde dik açıda konumlandırılmıştır. Ölçüm yapılan ürüne yönelik belli başlı konfigürasyon tanımlamaları yapıldıktan sonra MoistTech IR 3000 cihazının, kağıt makinasının çıkışında bulunan radyoaktif ölçüm sensörünün ölçüm değerleriyle paralellik gösterecek şekilde sonuçlar verdiğini gözlemlenmiştir.

 

Cihazdan anlık olarak okunan ölçüm değerleri, tesisteki radyoaktif temelli cihazın bağlı olduğunu scada ekrarınında gösterdiği ölçülen nem değerleri ile ± 0,50 seviyesinde değişiklik gösterdiği gözlemlenmiştir. Bu aşama için çıkan sonuçlar tesis yetkilileri için oldukça tatmin edici olmuştur. Cihazın daha hassas ve kalibre değerler vermesi, ürüne göre kalibrasyonlu gelecek cihaz ile mümkün olacaktır. Sonrasında montaj aşamasında yapılacak son bir kalibrasyon ile tekrara kalibrasyon ve bakım gerektirmeden temassız ve sürekli ölçümler yapılabilecektir.