Nell’industria della pasta e della carta, la presenza di contaminanti nel processo di fabbricazione è associata ai depositi sui macchinari di lavorazione. Tali depositi causano una riduzione di qualità del prodotto finale, che a sua volta genera un aumento del costo della carta a seguito di perdite di produzione.
Carla Veríssimo - R&D Manager - Contech
Le fonti di contaminazione sono molteplici tanto quanto l’abbondanza dei diversi contaminanti. Questi variano a seconda della materia prima utilizzata nella lavorazione di pasta e carta, il che sottolinea l’importanza fondamentale di programmi di pulizia altamente efficienti.
La contaminazione può essere classificata come organica, inorganica o microbiologica. I contaminanti organici sono denominati pitch o stickies, secondo la loro origine, rispettivamente naturale o sintetica (Fig. 1). L’incidenza di depositi organici sulla parte umida della macchina costituisce un serio problema.
I pitch derivano dagli estratti lipofili del legno e comprendono una varietà di composti come acidi grassi, alcoli grassi, acidi resinici, steroli, cere, ecc. Gli stickies presentano caratteristiche di aderenza e altre impurità legate alle fibre riciclate, di solito derivanti da etichette adesive, nastri, buste e francobolli. Adesivi a pressione, hot melt, lattice e inchiostri sono tra i principali componenti di questa contaminazione.
Gli stickies vengono anche classificati in base alle dimensioni come macro, micro e colloidali (Fig. 2). I macrostickies sono particelle che presentano caratteristiche adesivanti, trattenute da un vaglio di laboratorio 100 µm, mentre i microstickies hanno un diametro inferiore a 100 µm, fino a 1-5 µm.
Gli stickies allo stato colloidale con diametro di circa 1 µm sono considerati non dannosi per il processo, se rimangono in questo stato. Destabilizzare il processo - attraverso modifiche di domanda ionica del sistema, temperatura, pH, ecc. - può determinare l’agglomerazione delle particelle colloidali, rendendole più grandi e capaci di precipitare per andare a formare depositi dannosi sulla macchina.
I DEPOSITI ORGANICI POSSONO VERIFICARSI INSIEME A INCROSTAZIONI INOGRANICHE, anch’esse responsabili di danneggiare il processo di fabbricazione della carta. I cationi Ca2+ e Mg2+ sono in grado di interagire con gli anioni - come carbonati, solfati e ossalati -, causando la precipitazione di depositi insolubili. Anche silicati, solfato di bario e idrossido di alluminio sono composti comuni nelle incrostazioni.
A CAUSA DELL'USO CRESCENTE DI FIBRA RICICLATA e degli impianti idrici a ciclo chiuso da parte dei produttori, i livelli di contaminanti tendono ad aumentare, il che incrementa la formazione di depositi e difetti sulla carta finale e sulle macchine, con relative perdite di produzione. Poiché la presenza di depositi è proporzionale alla quantità di contaminanti, la rimozione di questi contaminanti è fondamentale, altrimenti si va incontro ad accumuli di sostanze interferenti, dunque a problemi di depositi e lavorazione.
Questo scenario evidenzia il ruolo essenziale di adeguati ed efficienti programmi di controllo dei contaminanti nei processi di fabbricazione della carta.
Definire strategie accurate per evitare la formazione di depositi è molto importante per il corretto funzionamento del processo produttivo. Trattamenti basati sull’applicazione di un doppio sistema di prodotti costituiscono un approccio molto efficace: un prodotto a elevata azione disperdente riduce la dimensione delle particelle contaminanti, in modo che rimangano allo stato colloidale; l’altro prodotto agisce attraverso un meccanismo di incapsulamento di pitch e stickies, fissando le particelle sulla fibra di carta, evitando l’agglomerato dannoso ed eliminando la caratteristica adesivante delle particelle sia nella fabbricazione della carta che nei processi di trasformazione.
CONTECH, AZIENDA CHIMICA FOCALIZZATA SULLO SVILUPPO DI SOLUZIONI PER L'INDUSTRIA DELLA PASTA E DELLA CARTA, si è costantemente impegnata negli anni in attività di R&S volte a individuare le migliori risposte per assicurare processi di fabbricazione della carta più puliti e dunque risultati più efficaci. Il controllo dei contaminanti messo a punto dall’azienda consiste in un trattamento della pasta con il doppio sistema Contech.
Per la dispersione, la fig. 3A mostra la dimensione dei pitch per un campione di pasta mentre la fig. 3B raffigura l’efficienza della dispersione con la riduzione da 1 a 0,75 µm. La figura 3C mostra il grafico di un campio-ne grezzo contenente stickies; dopo l’applicazione del prodotto uno, la dimensione delle particelle è diminuita da 1,8 a 0,45 µm (fig. 3D). Per la riduzione dell’aderenza e il fissaggio (prodotto due), la fig. 4A mostra la variazione della quantità di particelle contaminanti a seconda delle diverse strategie di trattamento per la stessa massa cellulosica mentre le micrografie ottiche delle figg. 4B, C, e D raffigurano la rimozione delle particelle contaminanti dopo i trattamenti.
CONTECH HA CONSOLIDATO LA PROPRIA POSIZIONE SUL MERCATO CON TECNOLOGIE E PRODOTTI sviluppati da esperti e ricercatori provenienti da diversi settori tecnici e di specializzazione. L’azienda ha brevettato soluzioni innovative, sviluppato sistemi adattabili alle diverse esigenze dei clienti e consolidato il proprio marchio grazie all’eccellenza dei suoi prodotti e servizi. Il sistema meccanico brevettato per l’applicazione di prodotti chimici ai macchinari per la lavorazione di pasta e carta presenta il vantaggio di eseguire la pulizia mentre la continua è in funzione. Gli agenti chimici responsabili dei trattamenti di feltri e tele vengono applicati senza arrestare la macchina, consentendo di risparmiare tempo nella produzione. Efficacia dimostrata nella pulizia per lotti o continua di contaminanti presenti su tele e feltri umidi, trattamento dei relativi tessuti con conseguente riduzione dei tempi di fermo, aumento della durata dei tessuti, miglioramento della produttività della macchina nonché della qualità della carta. Le figure 5A e 6A mostrano le immagini di tessuti usati prelevati da macchine diverse, che presentano incrostazioni. Dopo il trattamento dei tessuti con prodotti appropriati, si osserva l’efficacia della pulizia nelle figg. 5B e 6B.
CONTECH È COSTANTEMENTE IMPEGNATA NELLA MESSA A PUNTO DI TRATTAMENTI PREVENTIVI PER LA MANUTENZIONE DEI TESSUTI. Il trattamento preventivo di feltri e tele di formazione ha lo scopo di evitare l’adesione di materiali insolubili, formando uno strato protettivo sulla superficie del tessuto per aumentarne la resilienza. Questo trattamento si basa sulla passivazione del tessuto con adeguate sostanze chimiche e riduce l’incidenza di fori e difetti sul foglio di carta. Il prodotto residuo viene smaltito nelle acque bianche e agisce sulla riduzione dell’aderenza di lame, rulli e cappa di aspirazione, evitando i depositi. In generale, i risultati del trattamento garantiscono maggiore produttività e migliore qualità della carta finale.