一种利用拟合方程进行小麦秸秆制浆在线控制的方法技术

本发明专利技术属于生物技术领域，公开了一种利用拟合方程进行小麦秸秆制浆在线控制的方法，包括：改变制浆过程中的工艺参数，获取不同的打浆度；同时测定还原糖以及可溶性固形物的含量；对还原糖的含量与打浆度的数值进行拟合，建立拟合方程1；或对可溶性固形物的含量与打浆度的数值进行拟合，建立拟合方程2；对待测浆料中的还原糖或可溶性固形物的含量进行测试，利用拟合方程1或拟合方程2，预测出打浆度。利用还原糖的含量以及可溶性固形物的含量与打浆度建立拟合方程，利用还原糖的含量以及可溶性固形物的含量反映制浆的打浆度，能够快速的检测制浆过程中的性能，提升制浆的效率，实现制浆过程的在线控制，减少了人力的消耗。减少了人力的消耗。

【技术实现步骤摘要】
一种利用拟合方程进行小麦秸秆制浆在线控制的方法


[0001]本专利技术属于生物
，是一种利用能快速检测的指标与打浆度的关系实现小麦秸秆制浆在线控制的方式。

技术介绍

[0002]公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
[0003]近年来，纸和纸板的需求居高不下，但是造纸原材料的短缺限制了造纸业的发展。纸浆尤其是木浆的产能也不足以弥补造纸原料对进口的高度依赖。小麦秸秆作为禾本科植物，是一种重要的生物质来源，在世界范围内都广泛种植，是世界三大谷物之一。小麦秸秆作为农业废弃物，用于纸浆不仅可以减少环境污染物，同时也可以实现秸秆资源的最大化。利用酶制剂对制浆原料进行处理，反应过程简单可控，工业上判断纸浆能否用来造纸的性能指标很多，包括：打浆度、抗张指数、撕裂指数、耐折度、白度以及亮度等等。但专利技术人发现：实际生产中，由于打浆度的测试方法相对繁琐，难以实现制浆过程中对打浆度的快速检测和在线控制，人力消耗大。

技术实现思路

[0004]为了提升工厂的制浆效率，本专利技术将制浆后的浆液中的某个指标与打浆度结合起来，探究指标变化与打浆度变化的规律，通过拟合方程描述制浆后的指标与打浆度的变化，初步确定利用还原糖以及可溶性固形物的含量变化与打浆度的变化进行非线性拟合，实现生物制浆的在线控制。
[0005]为实现上述技术目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]本专利技术的第一个方面，提供了一种利用拟合方程进行小麦秸秆制浆在线控制的方法，包括：
[0007]改变制浆过程中的工艺参数，获取不同的打浆度；同时测定还原糖以及可溶性固形物的含量；
[0008]对还原糖的含量与打浆度的数值进行拟合，建立拟合方程1；
[0009]或对可溶性固形物的含量与打浆度的数值进行拟合，建立拟合方程2；
[0010]对待测浆料中的还原糖或可溶性固形物的含量进行测试，利用拟合方程1或拟合方程2，预测出打浆度。
[0011]本专利技术经过系统的研究和实验摸索，选取打浆度作为性能指标，同时选取了两种比较容易测定的还原糖含量以及可溶性固形物含量与打浆度建立拟合方程。
[0012]本专利技术的第二个方面，提供了一种利用拟合方程进行小麦秸秆制浆在线控制的系统，包括：
[0013]测试模块，用于测试制浆过程中不同工艺参数下获取的不同的打浆度、还原糖以
及可溶性固形物的含量；
[0014]第一拟合模块，用于对还原糖的含量与打浆度的数值进行拟合，建立拟合方程1；
[0015]和/或第二拟合模块，用于对可溶性固形物的含量与打浆度的数值进行拟合，建立拟合方程2；
[0016]预测模块，用于对待测浆料中的还原糖或可溶性固形物的含量进行测试，利用拟合方程1或拟合方程2，预测出打浆度。
[0017]本专利技术的第三个方面，提供了一种利用拟合方程进行小麦秸秆制浆在线控制的控制器，所述控制器被配置为执行上述任一项所述的利用拟合方程进行小麦秸秆制浆在线控制的方法的步骤，并基于所述方法所确定的运行的参数。
[0018]本专利技术的有益效果在于：
[0019](1)本专利技术是利用还原糖的含量以及可溶性固形物的含量与打浆度建立拟合方程，利用还原糖的含量以及可溶性固形物的含量反映制浆的打浆度，能够快速的检测制浆过程中的性能，提升制浆的效率，实现制浆过程的在线控制，减少了人力的消耗。同时，为纸浆其他性能的检测与控制提供了思路。
[0020](2)本申请的操作方法简单、成本低、具有普适性，易于规模化生产。
具体实施方式
[0021]应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明。除非另有指明，本专利技术使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0022]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本专利技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0023]下面结合具体的实施例，对本专利技术做进一步的详细说明，应该指出，所述具体实施例是对本专利技术的解释而不是限定。
[0024]实施例1：
[0025](1)将自然风干后的小麦秸秆与水按照1:8的比例放置于水浴锅下进行2h的润涨处理；
[0026](2)添加1.5％的氢氧化钾(KOH)溶液进行处理，放置1h后利用磷酸溶液调节pH至中性；
[0027](3)中性条件下，在80℃下添加木聚糖酶与果胶酶的混合液，其中，木聚糖酶与果胶酶的添加比例为1:1，添加量都为10U/g绝干浆，反应30min；
[0028](4)利用磨浆机对处理好的样品进行研磨处理，转数设定为3000r。
[0029](5)改变转数、KOH用量以及小麦秸秆与水的比例这三个参数，获取不同的打浆度，同时测定还原糖以及可溶性固形物的含量，建立拟合方程。
[0030](6)打浆度与还原糖含量拟合方程的建立
[0031]利用MATLAB R2017a对还原糖的含量以及打浆度的数值进行非线性拟合，得到了符合傅立叶变换分布的拟合方程1，如下：
[0032]f(x)＝822.8+1553*cos(x*5.464)+916.2*sin(x*5.464)+584.3*cos(2*x*5.464)+2019*sin(2*x*5.464)
‑
1162*cos(3*x*5.464)+1696*sin(3*x*5.464)
‑
1613*cos(4*x*5.464)+51.8*sin(4*x*5.464)
‑
621.1*cos(5*x*5.464)
‑
762*sin(5*x*5.464)+102*cos(6*x*5.464)
‑
417.6*sin(6*x*5.464)+93.34*cos(7*x*5.464)
‑
51.8*sin(7*x*5.464)
[0033](7)打浆度与可溶性固形物拟合方程的建立
[0034]利用MATLAB R2017a对可溶性固形物的含量以及打浆度的数值进行非线性拟合，得到了符合傅立叶变换分布的拟合方程2，如下：
[0035]f(x)＝
‑
3387+1894*cos(x*8.213)+6240*sin(x*8.213)+4649*cos(2*x*8.213)
‑
3242*sin(2*x*8.213)
‑
3667*cos(3*x*8.213)
‑
2506*sin(3*x*8.213)
‑
452*cos(4*x*8.2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用拟合方程进行小麦秸秆制浆在线控制的方法，其特征在于，包括：改变制浆过程中的工艺参数，获取不同的打浆度；同时测定还原糖以及可溶性固形物的含量；对还原糖的含量与打浆度的数值进行拟合，建立拟合方程1；或对可溶性固形物的含量与打浆度的数值进行拟合，建立拟合方程2；对待测浆料中的还原糖或可溶性固形物的含量进行测试，利用拟合方程1或拟合方程2，预测出打浆度。2.如权利要求1所述的利用拟合方程进行小麦秸秆制浆在线控制的方法，其特征在于，所述工艺参数包括：磨浆转数、KOH用量以及小麦秸秆与水的比例。3.如权利要求1所述的利用拟合方程进行小麦秸秆制浆在线控制的方法，其特征在于，以小麦秸秆为原料，依次进行润涨、碱溶液处理、复合生物酶制剂处理，磨浆，得到纸浆。4.如权利要求1所述的利用拟合方程进行小麦秸秆制浆在线控制的方法，其特征在于，利用MATLAB R2017a对还原糖的含量以及打浆度的数值进行非线性拟合，得到了符合傅立叶变换分布的拟合方程1。5.如权利要求1所述的利用拟合方程进行小麦秸秆制浆在线控制的方法，其特征在于，拟合方程1为f(x)＝822.8+1553*cos(x*5.464)+916.2*sin(x*5.464)+584.3*cos(2*x*5.464)+2019*sin(2*x*5.464)
‑
1162*cos(3*x*5.464)+1696*sin(3*x*5.464)
‑
1613*cos(4*x*5.464)+51.8*sin(4*x*5.464)
‑
621.1*cos(5*x*5.464)
‑
762*sin(5*x*5.464)+102*cos(6*x*5.464)
‑
417.6*sin(6*x*5.464)+93.34*cos(7*x*5.464)
‑
51.8*sin(7*x*5.464)f(x)＝822.8+1553*cos(x*5.464)+916.2*sin(x*5.464)+584.3*cos(2*x*5.464)+2019*sin(2*x*5.464)
‑
1162*cos(3*x*5.464)+1696*sin(3*x*5.464)
‑
1613*cos(4*x*5.464)+51.8*sin(4*x*5.464)
‑
621.1*cos(5*x*5.464)
‑
762*sin(5*x*5.464)+102*cos(6*x*5.464)
‑
417.6*sin(6*x*5.464)+93.34*cos(7*x*5.464)
‑
51.8*sin(7*x*5.464)。6.如权利要求1所述的利用拟合方程进行小麦秸秆制浆在线控制的方法，其特征在于，利用MATLAB R2017a对可溶性固形物的含量以及打浆度的数值进行非线性拟合，得到了符合傅立叶变换分布的拟合方程2。7.如权利要求1所述的利用拟合方程进行小麦秸秆制浆在线控制的方法，其特征在于，拟合方程2为f(x)＝
‑
3387+1894*cos(x*8.213)+6240*sin(x*8.213)+4649*cos(2*x*8.213)
‑
3242*sin(2*x*8.213)
‑
3667*cos(3*x*8.213)
‑
2506*sin(3*x*8.213)
‑
452*cos(...

【专利技术属性】
技术研发人员：王瑞明，卫姗，刘开泉，吉兴香，李丕武，
申请(专利权)人：齐鲁工业大学，
类型：发明
国别省市：