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Capteur pour suivre en ligne des propriétés de la biomasse

Dans l’industrie des pâtes et papiers et des biocarburants, caractériser les propriétés de la biomasse est essentiel pour optimiser les procédés, réduire les coûts de production et accroître la qualité des produits. Les méthodes actuelles de mesure sont des analyses de laboratoire qui prennent du temps et sont coûteuses. Ainsi, on prend rarement des mesures et lorsqu’on le fait, il faut près de 24 heures pour les réaliser, ce qui nuit à la mise en place de stratégies de contrôle. Pour régler ce problème, FPInnovations a mis au point un capteur de biomasse qui permet de déterminer directement en temps réel d’importantes propriétés de la biomasse, notamment sa teneur en humidité et sa température. 

Le capteur est installé au-dessus d’une courroie transporteuse et prend des mesures sans contact des propriétés de la biomasse à l’aide de la lumière infrarouge. La lumière reflétée par la surface de la biomasse est enregistrée à plusieurs longueurs d’onde dans un domaine spectral étendu, ce qui permet d’appliquer des techniques avancées de traitement du signal capables d’extraire l’information contenue dans le spectre du proche infrarouge pour estimer les propriétés de la biomasse qui nous intéressent. La technique utilisée présente deux avantages majeurs : on peut mesurer de multiples propriétés de la biomasse en même temps et le capteur fonctionne avec des matières gelées ou non. Les résultats sont envoyés directement au système de contrôle de l’usine et le capteur nécessite très peu d’entretien.

Le capteur de biomasse a été utilisé avec un lessiveur en continu et une chaudière à biomasse. À l’aide des données obtenues, FPInnovations a développé des stratégies de contrôle afin d’augmenter le taux de production du lessiveur et d’optimiser le fonctionnement de la chaudière. La mesure de la teneur en humidité des copeaux de bois du lessiveur sert à calculer le débit massique de fibre sèche pour obtenir un meilleur contrôle sur le taux de production par un ajustement de la vitesse de la jauge à copeaux. On estime que la mise en place de cette technologie à l’une des usines d’un membre de FPInnovations a accru la production de pâte de 1,9 %, ce qui correspond à un profit supplémentaire de 3,8 millions de dollars par année. Pour ce qui est de la chaudière à biomasse, le suivi de la teneur en humidité est critique pour éviter les temps d’arrêt dus à la mauvaise combustion de matières humides. 

À l’avenir, le capteur de biomasse pourrait être calibré pour mesurer d’autres propriétés comme le pouvoir calorifique, la teneur en cendres, la teneur en lignine et la densité. Des travaux pour établir d’autres modèles de calibration sont en cours chez FPInnovations.