PJL-22

Conduzione di una macchina continua tissue: caratteristiche del prodotto

Continuiamo con il nostro viaggio virtuale nel “Dietro le quinte del processo di trasformazione” ed andiamo ad analizzare un'altra fase produttiva nel mondo delle Macchine Continue.

Nei numeri precedenti abbiamo descritto in modo sintetico prima l’avvio di una Macchina Continua e poi la fase della Preparazione Pasta. In questo numero del PJL affrontiamo invece l’aspetto legato alla conduzione di una PM ed in particolare il Prodotto, le sue caratteristiche e come si può intervenire su queste ultime modificando i diversi parametri.


Perini Journal


Come per le fasi preliminari d’avvio, la conduzione a regime di una macchina continua risulta difficile e complessa dato l’alto numero di variabili che interagiscono tra di loro e che richiedono un’elevata padronanza ed esperienza da parte del personale destinato alla gestione della PM.

Il problema principale è dato dal controllo e dalla supervisione di tutti i parametri prestabiliti del prodotto in modo che essi si mantengano inalterati senza subire variazioni considerata la facilità con cui ogni singolo parametro può invece variare andando così a modificare il prodotto finito.

Una volta avviata la macchina e definito il prodotto da realizzare si lavora, mantenendo costanti tutti i valori, per raggiungere la velocità massima consentita dalle potenzialità della macchina stessa e ottenere le migliori economie di scala.

Si inizia quindi a far girare la macchina lentamente e, tenendo sempre sotto stretto controllo la costanza dei parametri connessi tra loro, si aumenta proporzionalmente e gradualmente la velocità fino a raggiungere il massimo grado di efficienza.


I PARAMETRI CHE INFLUISCONO E MODIFICANO IL PRODOTTO FINALE SONO PRINCIPALMENTE: Composizione dell’impasto, Prodotti Chimici, Grammatura, Spessore, Resistenza Longitudinale e Trasversale, Umidità, Morbidezza, Assorbenza, Crespatura e Speratura.

Il prodotto prescelto deve rispettare un capitolato detto Scheda Tecnica, stabilito sulla base delle specifiche esigenze del cliente e in cui sono riassunte tutte le caratteristiche che deve avere il prodotto finale. Ad esempio per la carta igienica si stabilisce la grammatura, in media di circa 15,5 gr/mq, la composizione dell’impasto, che può essere composto dal 50% di fibre corte e 50% di fibre lunghe fino ad arrivare ad un massimo di 75% di fibre corte e 25% di fibre lunghe ed una crespatura dal 15% al 30%.

Il capitolato è utilizzato per avere traccia e memoria dei prodotti nel tempo e per dare una costante qualità al prodotto fornito (ripetitività). Per rispettare il capitolato e le sue specifiche indicazioni tecniche si va ad agire sul processo produttivo con diverse apparecchiature e strumenti che consentono di modificare e tenere sotto controllo ogni singola peculiarità del prodotto da realizzare.


ANDIAMO DUNQUE AD ANALIZZARE SINGOLARMENTE LE PRINCIPALI CARATTERISTICHE:

COMPOSIZIONE IMPASTO: è una caratteristica fondamentale per ottenere il prodotto richiesto. Si possono trovare composizioni d’impasto con percentuali elevate di fibre corte, per carte morbide, oppure con alte percentuali di fibre lunghe per carte resistenti ed assorbenti come l’asciugatutto, o anche impasti con maggiori percentuali di carta riciclata per produrre carte meno pregiate.

PRODOTTI CHIMICI: principalmente sono collanti, ammorbidenti, coadiuvanti alla resistenza, antischiumanti e antiresine che sono utilizzati per rendere il prodotto finito più o meno morbido, più resistente all’umidità e alla trazione sia a secco che ad umido. A volte possono agevolare anche la soluzione di problemi tecnici di conduzione.

GRAMMATURA: è l’unità di misura del peso del prodotto per metro quadrato. Solitamente la grammatura varia da 14 gr/mq fino a 25 gr/mq. La misurazione della grammatura è effettuata tramite il QCS1 scanner elettronico posizionato tra il Cilindro Monolucido e l’arrotolatore (POPE).

SPESSORE: è espresso in millimetri ed è misurato grazie a particolari strumenti, i micrometri meccanici o digitali. Lo spessore serve per dare più o meno volume al prodotto finito e facilitare la successiva fase di converting.

RESISTENZA LONGITUDINALE E TRASVERSALE: si misura grazie ai dinamometri ed è la capacità che ha la carta di resistere alla trazione meccanica, caratteristica molto importante sia durante la fase di trasformazione che per la destinazione d’uso finale del prodotto.

UMIDITA’: questo parametro, che in genere oscilla tra il 2,5% ed il 7%, si ottiene calcolando la quantità d’acqua residua nel foglio di carta ed è misurato in continuo con scanner QCS montati in linea sulla continua tra Cilindro Monolucido e l’arrotolatore (POPE).

MORBIDEZZA: è una caratteristica estremamente variabile per la quale non esistono, allo stato attuale, strumenti che ne misurino l’entità a norme ISO, e quindi si effettuano misurazioni e comparazione molto empiriche, confrontando tra di loro diversi campioni. Questo parametro è molto flessibile e soggettivo e dipende principalmente dal mercato di riferimento e dalla tipologia specifica del prodotto da realizzare.

ASSORBENZA: è la capacità che ha un foglio di carta di assorbire un liquido, in genere acqua, rispetto al proprio peso. Si misura con apparecchiature soggette a procedure standard ISO.

CRESPATURA: la crespatura del foglio di carta è data dal diverso rapporto di velocità tra il Monolucido e l’Arrotolatore (POPE) ed il suo compito è quello di rendere il foglio più duttile e idoneo all’uso finale.

SPERATURA: questa caratteristica aiuta a determinare l’uniformità di distribuzione delle fibre sul foglio di carta. La misurazione è effettuata empiricamente mediante l’analisi visiva in controluce.

Tutti gli aspetti, appena descritti, variano moltissimo in relazione al prodotto finale richiesto. I fattori che ne influenzano e modificano le caratteristiche sono molteplici e complicano notevolmente il lavoro dei produttori.


INDAGHIAMO ADESSO GRAZIE A QUALI OPERAZIONI QUESTI PARAMETRI, DURANTE IL PROCESSO PRODUTTIVO, SI POSSONO CONTROLLARE E MODIFICARE. La COMPOSIZIONE dell’IMPASTO si modifica cambiando la percentuale di fibre corte e lunghe o di materiale riciclato, direttamente al momento dell’introduzione della materia prima nel pulper (Spappolatore).

Anche i PRODOTTI CHIMICI in gran parte sono inseriti nell’impasto direttamente dal pulper e, solo alcuni, durante il passaggio tra le varie TINE2 con pompe dosatrici e previa diluizione in linea. Durante questo passaggio l’impasto transita all’interno di una serie di macchinari che modificano ed esaltano le caratteristiche delle fibre. La percentuale d’impiego di questi prodotti non è determinata a priori, ma viene modifica in itinere, secondo le specifiche esigenze della produzione in essere.

La GRAMMATURA si modifica invece aumentando o diminuendo la quantità del flusso della pasta, prima di entrare nella FUN PUMP, grazie a valvole regolatrici che ne testano l’entità (sensore QCS).

La grammatura dipende anche dalla velocità relativa della macchina, dal momento che a parità di velocità e diminuendo la concentrazione di pasta si otterrà un prodotto con grammatura minore. La grammatura può quindi essere modificata agendo sia sulla valvola di grammatura che sulla velocità della continua fino a sfruttare al massimo le prestazioni della macchina stessa. Un ultimo modo per modificare e influenzare la grammatura consiste nel cambiare il rapporto di crespatura tra Pope e Monolucido.

SPESSORE: questo parametro si modifica agendo sull’inclinazione e sullo spessore della lama crespatrice sul Monolucido, come pure usando delle fibre più o meno voluminose ed aumentando più o meno l’umidità nel foglio di carta. Queste modifiche sono molto delicate e un buon conduttore deve saper regolare e sfruttare tutte le possibilità meccaniche della macchina per ottenere un prodotto di qualità ed economicamente vantaggioso.

La RESISTENZA LONGITUDINALE E TRASVERSALE si modifica agendo sulla ricetta delle fibre al momento dell’introduzione della cellulosa nel pulper come pure sui raffinatori e sul getto della cassa d’afflusso al momento che l’impasto viene disposto sulla tela.

I raffinatori modificano la resistenza del velo poiché aumentano i legami tra le fibre. E’ possibile modificare la resistenza anche intervenendo direttamente sulla cassa d’afflusso grazie alla diversa velocità tra la tela e il getto della cassa stessa.

L’UMIDITA’ si può modificare agendo sia sulla temperatura che sulla velocità dell’aria nelle Cappe (zona secca) e deve essere tenuta assolutamente sotto controllo perché incide sullo spessore e la morbidezza della carta. Aumentando i giri dei ventilatori di ricircolo si aumenta la velocità di scambio e, conseguentemente, si riduce l’umidità. L’aria calda, ricca d’umidità dovuta all’evaporazione dell’acqua contenuta internamente al foglio è poi aspirata ed espulsa in atmosfera, dopo essere stata convogliata in appositi scambiatori di calore che ne recuperano parte delle calorie e le riutilizzano.

Come descritto in precedenza, le modifiche della MORBIDEZZA si ottengono agendo sui prodotti chimici, sulla ricetta e sull’umidità. I prodotti chimici sono inseriti all’inizio del processo direttamente nel pulper e poi distribuiti anche sul foglio di carta prima che arrivi al Monolucido. La ricetta è modificata direttamente nel pulper aumentando la percentuale delle fibre corte.

Inoltre la morbidezza viene influenzata anche dall’inclinazione della coltella crespatrice, dallo stick-out3 e dal couting4 applicato al monolucido.

Si può invece influire ed aumentare l’ASSORBENZA del foglio di carta modificando l’impasto introdotto nel pulper con una maggiore percentuale di fibre idrofile, agendo meccanicamente a livello dei depastigliatori e, in misura minima, dei raffinatori o anche grazie all’utilizzo di particolari prodotti chimici.

La CRESPATURA è modificata, oltre che dalla velocità del Pope rispetto a quella del Monolucido, anche da interventi sulla lama crespatrice, sul suo spessore, sulla sua inclinazione e sulla controlama.

Per modificare infine la SPERATURA si agisce sulla diluizione dell’impasto della carta nella cassa d’afflusso. La modifica della diluizione può essere effettuata sia aumentando che diminuendo la velocità della FUN PUMP ed aprendo o chiudendo il becco (slice) della cassa d’afflusso.


ABBIAMO COSÌ ANALIZZATO SEMPLICEMENTE E BREVEMENTE le numerose e complesse caratteristiche del prodotto finale realizzato con le Macchine Continue. Ben dieci parametri che, interagendo tra loro, grazie a sottili e delicati equilibri danno la forma e la consistenza ottimale al “foglio di carta”, materia prima dei trasformatori.•

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