Nell'ambito dell'industria cartaria e nello specifico nel processo di trasformazione, molte volte dimentichiamo il processo a monte per ottenere la bobina madre.
Perini Journal
A partire da questo numero ci proponiamo di affrontare alcune tematiche che spieghino in maniera semplice il dietro le quinte del processo di trasformazione affrontando argomenti che riguardano più da vicino chi opera nella fase di preparazione della bobina madre e durante lo start-up. Si tratta di una rubrica che vuole essere da supporto "agli addetti al lavori", soddisfare curiosità tecniche, e vista la semplicità di esplicazione si prefigge di fornire informazioni basilari al neofiti della materia.
Cosa sono le Macchine Continue? Nel processo globale di trasformazione delle materie prime in prodotto finito, le Macchine Continue rappresentano lo strumento principale che ci consente di ottenere la Bobina Madre. II processo di fabbricazione della Parent Reel, può risultare semplice dal punto di vista descrittivo ma la complessità del numero delle fasi che compongono il processo, gli impianti, specifici per ogni fase, fanno in modo che sia complicata la sua realizzazione e che si verifichino problemi durante il processo stesso. I problemi dovuti alle numerose variabili che entrano in gioco (utilizzo di prodotti chimici, usura e consumo delle attrezzature, problemi meccanici, differenti temperature, percentuali di umidità, elevate velocità di utilizzo dei macchinari, ecc) complicano notevolmente questa fase produttiva.
Il processo di trasformazione delle sostanze fibrose in prodotto finito è abbastanza semplice da capire, ma complicato da realizzarsi. II Big Bang della fase di trasformazione inizia con la frantumazione in acqua della cellulosa o delle fibre riciclate (materie prime indispensabili per l'avvio del procedimento) direttamente nel Pulper - un'apposita macchina prevista per questa funzione - e termina con la fase di asciugamento del foglio di carta sul Monolucido.
L'impasto fibroso ottenuto dalla frantumazione della cellulosa attraverso l'aggiunta di acqua - elemento basilare del processo - viene distribuito su di una tela per essere trasportato ed asciugato. L'acqua contenuta nell'impasto, collante e mezzo di trasporto della polpa di cellulosa, dovrà essere successivamente rimossa dall'impasto stesso. È in questa fase del processo produttivo che la Macchina Continua gioca un ruolo determinante.
La Macchina Continua è macchinario che permette la formazione ed il distacco in continuo del foglio di carta. Un'unica e continua fase in cui si compie la frantumazione della materia prima, la sua distribuzione uniforme su di un supporto e l'asciugamento del foglio di carta ed è per questo dispone di varie apparecchiature (casse, presse aspiranti, Monolucido ecc.) che rimuovono metà della concentrazione di acqua contenuta nell'impasto. Il Monolucido, grande cilindro riscaldato con vapore è coadiuvato nella sua attività da cappe aspiranti, ha la funzione di riscaldare il foglio portando a conclusione la fase di asciugamento attraverso l'eliminazione completa della concentrazione di acqua residua. Il foglio così ottenuto viene avvolto su di una grande anima di cartone pronto per diventare una Bobina Madre.
AVVIO DI UNA MACCHINA CONTINUA TISSUE. Per descrivere la complicata fase di avvio di una macchina Tissue, potremmo scrivere fiumi di inchiostro e nonostante ciò non saremmo stati esaurienti. Quindi ci limitiamo ad elencare e descrivere alcuni dei principali fattori che influenzano la particolare procedura di avvio della Continua ed in particolare la Crescent Former.
La procedura di avvio può essere a grandi linee cosi schematizzata:
· ACCORGIMENTI PRIMA DELL'AVVIO
· ATTENZIONI PARTICOLARI
Accorgimenti prima dell'Avvio
1. Regolazione e controllo della distribuzione dell'impasto nella cassa d'afflusso
2. Controllo Linea del Vuoto (Casse e presse aspiranti, sciacqui tela e feltro)
3. Preriscaldamento del Monolucido
4. Preriscaldamento delle Cappe
5. Preparazione Coating sul manto del Monolucido
6. Regolazione profilo umidità
REGOLAZIONE E CONTROLLO DELLA DISTRIBUZIONE DELL'IMPASTO NELLA CASSA D'AFFLUSSO. Tale procedura consiste nel regolare l'apertura del labbro della cassa d'afflusso, meccanismo che consente di distribuire uniformemente la pasta di carta sulla larghezza del foglio della Continua. L'impasto, costituito inizialmente in massima parte da acqua e pasta (la concentrazione di pasta varia da 0,16 a 0,30 % circa, e dipende dalle varie tipologie di carta e grammature da produrre), viene spruzzato sulla tela da dove successivamente-attraverso contatto-migrerà per posizionarsi sul feltro. Il controllo di apertura si rende necessario per allineare la velocità del getto dell'impasto con la velocità della tela. Agendo su leggeri scostamenti di velocità tra getto e tela si andranno ad influenzare le caratteristiche meccaniche del foglio di carta prodotto (resistenza alla trazione longitudinale e/o trasversale) in quanto le fibre, componenti l'impasto, si distribuiranno più o meno uniformemente in base alla differenza di velocità tra getto e tela.
CONTROLLO LINEA DEL VUOTO. La Linea del Vuoto si compone di meccanismi in grado di eliminare il maggior quantitativo di acqua possibile dall'impasto originario depositato sul feltro, fino a raggiungere una concentrazione di pasta, prima del Monolucido, di circa 36-42% di secco. Questi meccanismi si possono individuare in: pompe di vario tipo capaci di generare il vuoto, casse e presse aspiranti che usufruiscono del vuoto creato dalle pompe per eliminare acqua dall'impasto, casse aspiranti che coadiuvate da risciacqui con acqua pulita mantengono il feltro in buone condizioni di lavoro (permeabilità). Il controllo di efficienza della Linea del Vuoto si rende necessario sia per un corretto svolgimento delle operazioni di estrazione dell'acqua dall'impasto sia per la pulizia del feltro. Quest'ultimo dovrà essere sempre in ottime condizioni di permeabilità sia per assorbire al proprio interno l'acqua sia per permettere un deposito migliore alle fibre di carta sulla sua superficie fine.
PRERISCALDAMENTO DEL MONOLUCIDO. Il Monolucido effettuerà mediante evaporazione, l'ultima fase del processo di estrazione dell'acqua (umidità) dall'impasto. Il foglio di carta passerà per contatto dal feltro al Monolucido. Il riscaldamento interno del macchinario assicura una temperatura adeguata alla superficie esterna che entrando in contatto con il foglio di carta riduce ulteriormente, mediante vaporizzazione, la concentrazione di acqua contenuta nell'impasto portandola a circa 3-7% (umidità relativa del foglio).
La fase di preriscaldamento del Monolucido, un grosso e spesso cilindro di metallo, permette di ottenere una completa ed uniforme distribuzione del calore evitando tensioni interne dei materiali che lo compongono.
PRERISCALDAMENTO DELLE CAPPE. Le cappe coadiuvano l'attività del Monolucido in quanto contribuiscono alla vaporizzazione dell'acqua all'interno del foglio attraverso getti di aria calda indirizzati direttamente sul foglio. La fase di preriscaldamento si rende necessaria per queste apparecchiature in quanto sono costituite da tubazioni in lamiera metallica di vario spessore e dimensione.
PREPARAZIONE COATING SUL MANTO DEL MONOLUCIDO. Il coating, un insieme di prodotti chimici distribuiti uniformemente sulla superficie del Monolucido, viene impiegato per ridurre l'attrito creato tra il Monolucido e le coltelle crespatrici utilizzate per distaccare la carta dal cilindro. Alcuni prodotti chimici del coating coadiuvano le coltelle crespatrici nel corretto rilascio del foglio dal Monolucido (prodotti attaccanti e distaccanti). La preparazione in giuste percentuali di tali prodotti e la loro corretta distribuzione è molto importante per un rilascio uniforme di tutta la larghezza del foglio dal manto del Monolucido. I prodotti vengono spruzzati sulla superficie del cilindro attraverso appositi ugelli a ventaglio disposti ad una distanza ben definita.
REGOLAZIONE PROFILO UMIDITÀ. Questa operazione è necessaria al fine di evitare la formazione -sulla larghezza del foglio- di zone con umidità differenti causati da problemi di cattiva pulizia del feltro, malfunzionamento della cassa d'afflusso, pressa aspirante, ecc. Il foglio deve avere un'umidità uniforme al fine di evitare che si creino malformazioni (gobbe o fosse) sulla bobina durante l'avvolgimento finale al Pope.
Questo fenomeno può creare problemi (insorgere di grinze, strappi, ecc) durante il processo di trasformazione della Bobina Madre in prodotto finito per tanto deve essere evitato. Tale problematica può essere risolta agendo sulle cappe di asciugamento-posizionate sopra il Monolucido - parzializzando ed indirizzando il flusso d'aria calda in modo appropriato attraverso un profilo di umidità effettuato tramite un controllo computerizzato mediante uno scanner apposito.
Attenzioni particolari
1. La Temperatura superficiale del Monolucido deve essere tenuta sempre sotto controllo in base alla velocità della Continua e del tipo di carta prodotto.
2.Il tempo intercorso tra l'accostamento della pressa aspirante al feltro contro il manto del Monolucido e l'apertura delle valvole di impasto deve essere abbastanza ridotto per evitare che parte del coating, formatosi sul Monolucido, migri sulla superficie del feltro. Infatti, se il coating si distacca dal Monolucido, il foglio di carta che aderirà, non troverà un ancoraggio uniforme creando problemi sia alle coltelle crespatrici sia nella formazione della bobina.
3. Il controllo dei prodotti chimici utilizzati nel circuito (antischiuma, cationizzanti, ecc) deve essere effettuato con particolare attenzione sia in termini di funzionalità sia in termini di quantità al fine di evitare modifiche meccaniche e dimensionali nelle caratteristiche della carta. Un eccessivo utilizzo di antischiuma - finalizzato ad evitare la formazione di bolle d'aria nella Fan Pump e nella Cassa d'Afflusso - rischia di modificare la speratura del foglio di carta alterando le sue caratteristiche meccaniche e la sua aderenza al Monolucido.
4.Per un utilizzo igienico dei prodotti ottenuti, carta ad uso igienico, tovaglioli, fazzoletti, pannolini, ecc, prodotti destinati al diretto contatto con la pelle ed il corpo umano, si rende necessario un costante controllo del pH delle acque di sottomacchina e della torre della FAN PUMP (valore pH. min 6.8 - max 7.6, il più possibile vicino al neutro). I prodotti chimici impiegati sono studiati per massimizzare la loro efficienza in ambienti con tale pH. È molto difficile essere esaustivi descrivendo il dietro le quinte del processo di trasformazione ma in queste righe abbiamo cercato di introdurre semplicemente alcuni, dei molteplici aspetti, che affronteremo nelle prossime pubblicazioni...