Inserimento della pressa a scarpa in MC1

XIX corso di Tecnologia per Tecnici Cartari
edizione 2011/2012
Inserimento
della pressa
a scarpa in MC1
di Giorgessi Giovanni
Scuola Interregionale
di tecnologia per tecnici Cartari
Istituto Salesiano «San Zeno» - Via Don Minzoni, 50 - 37138 Verona
www.scuolagraficasanzeno.com - [email protected]
INDICE
1. PREMESSA
2. PARAMETRI DELLA PRESSATURA
2.1. Impulso di pressione
2.2. Temperatura
2.3. Scolantezza
2.4. Feltri e loro condizionamento
3. PROBLEMATICHE DELLA SEZIONE PRESSE
3.1. Tiri liberi
3.2. Riumidificazione del foglio
3.3. Svolazzamento del foglio
4. PRESSA TEM-SEC
4.1. caratteristiche e funzionamento
5. SHOE-PRESS
5.1. caratteristiche e funzionamento
6. PARAMETRI DI GESTIONE DEI GRUPPI PRESSE A CONFRONTO
6.1. carico del gruppo presse e tempo di permanenza del foglio nel nip
6.2. temperature
6.3. contenuto d’acqua in ingresso e in uscita della sezione presse
6.4. proprietà del foglio, confronto fra tem-sec e shoe-press
6.5. caratteristiche dei feltri e loro condizionamento
6.6. consumi energetici totali rilevati
6.7. manutenzione
7. CONCLUSIONI
BIBLIOGRAFIA
Giorgessi Giovanni – Inserimento della pressa a scarpa in MC - 1
Giorgessi Giovanni – Inserimento della pressa a scarpa in MC - 2
1. PREMESSA:
Nella cartiera Reno de Medici Ovaro Spa, stabilimento di Ovaro, durante la pausa estiva del
2011 è stata modificata parte della sezione presse della MC1 montando una pressa a scarpa
(ANDRITZ Prime-PressX) seguita da una pressa lisciante off-set.
Fino ad allora era presente una pressa Tem-sec.
La produzione dello stabilimento di Ovaro è costituita esclusivamente da cartone ricavato da
macero, con grammature che variano da 290 gr/m2 a 2400 gr/m2 e spessori compresi fra
0,48 mm e 4,0 mm.
Carte “flow controlled” dunque, si è vista la necessità di adeguare la sezione presse di una
continua al tipo di carta prodotta.
Grazie alle sue caratteristiche tecniche, la pressa a scarpa è stata installata per conseguire
notevoli vantaggi in termini di:
• aumento della produttività
• miglioramento della qualità del supporto
• riduzione dei costi specifici d’energia.
L’aumento della produttività è correlato all’aumento di secco all’uscita delle presse.
Il miglioramento della qualità del supporto è dato dalle performance di questo tipo di presse,
che aumentano l’accuratezza dei profili di grammatura e umidità.
La riduzione dei costi energetici, è invece data dal minore consumo di vapore in seccheria, a
cui vi si aggiunge la spalmatura dei costi fissi sull’incremento di produzione.
Il proposito di questa tesi è di analizzare il funzionamento dei 2 tipi di presse e mettere a
confronto il loro lavoro svolto sullo stesso tipo di fibra.
Giorgessi Giovanni – Inserimento della pressa a scarpa in MC - 3
2. CONCETTI FONDAMENTALI NELLA FASE
DI PRESSATURA AD UMIDO
2.1 IMPULSO DI PRESSIONE
Lo scopo principale di una sezione presse è quello di rimuovere l’acqua con mezzi
meccanici ed il parametro che determina la quantità d’acqua rimossa è l’impulso di
pressione. L’impulso di pressione viene definito come il prodotto della pressione
superficiale (Kg/cm2) per il tempo in cui essa agisce all’interno del nip, oppure anche come
rapporto tra la pressione lineare (kg/m o KN/m) e la velocità della macchina.
In definitiva: l’impulso di pressione è una pressione per un tempo determinato
IMPULSO = P(kg/cm2) * t(millisec)
Quindi se vogliamo aumentare il grado di secco dopo la pressa occorre aumentare uno dei
due parametri che compongono l’impulso, cioè la pressione specifica e/o il tempo per cui
essa è applicata. Negli anni si è cercato di distinguere i vari tipi di carta e di suddividerli in
due gruppi distinti:
- carte “pressure controlled”, nelle quali il drenaggio è regolato dalla pressione che si
manifesta entro il nip. Fanno parte di questo gruppo le carte a grammatura leggera e a basso
grado di raffinazione (come carte giornale e carte fini) nelle quali si ha la possibilità di
impartire un impulso molto breve ma di forte pressione senza rovinare la struttura del
foglio. Questo si ottiene con rulli duri e di piccolo diametro.
- carte “flow controlled”, in cui l’impulso viene regolato dal tempo, poiché il drenaggio è
fortemente legato alla resistenza che trova il flusso dell’acqua a muoversi entro il foglio e
che si manifesta soprattutto nella zona superficiale densificata a contatto con il feltro. Fanno
parte di questo gruppo le carte ad alta grammatura e/o altamente raffinate (cartoncici,
cartone, glassine). Si cercherà quindi di avere pressioni basse ma elevato tempo di
permanenza nel nip. Questo impulso si ottiene con rulli di grande diametro e rivestimenti
morbidi, o con presse scarpa.
Giorgessi Giovanni – Inserimento della pressa a scarpa in MC - 4
2.2 TEMPERATURA
L’aumento della temperatura sul foglio di carta porta a due conseguenze:
- diminuisce la viscosità dell’acqua, riducendo quindi la resistenza che trova il flusso
dell’acqua entro il foglio
- genera un ammorbidimento della parte legnosa delle fibre, portando quindi ad un
minor ritorno elastico del foglio e ad una diminuzione dello spessore all’uscita della
pressa.
Quantificando grossolanamente si può dire che con l’aumento di 10 °C della temperatura
del foglio di carta si ha un aumento di un punto percentuale per quanto riguarda il grado di
secco. Il modo più pratico per innalzare la temperatura della carta è l’applicazione di una
cassa vapore nella sezione presse.
Comportamento dell'impasto
2.3 SCOLANTEZZA
Un’altra caratteristica importante in relazione alla pressatura è la scolantezza intesa come la
facilità di perdere l’acqua. Nelle cartiere si intende la scolantezza con il grado di
raffinazione dell’impasto (espresso in °SR). Quanto più una fibra viene raffinata tanto meno
acqua viene allontanata in fase di pressatura.
Un esempio di cosa accade nel nip in base al grado di raffinazione di una pasta è
rappresentato indicativamente nel grafico sottostante.
drenaggio
ritenzione d'acqua
20
30
40
50
60
Grado di raffinazione °SR
Giorgessi Giovanni – Inserimento della pressa a scarpa in MC - 5
2.4 FELTRI E LORO CONDIZIONAMENTO
I feltri utilizzati ed il loro condizionamento svolgono una funzione importante
nell’ottimizzazione della rimozione dell’acqua e dei contaminanti presenti nell’impasto che
durante la fase di pressatura rimangono intrappolati nel feltro.
Il feltro deve avere un volume di vuoto adeguato al volume d’acqua che dovrà essere in
grado di asportare dal supporto fibroso.
Il condizionamento è importante, perché garantisce durante la vita del feltro l’integrità delle
sue caratteristiche e un minore decadimento nell’arco di tempo delle prestazioni per cui è
stato progettato.
Per questo motivo un corretto corredo di spruzzi ad alta pressione oscillanti, spruzzi a
ventaglio per la lubrificazione del feltro prima del suo ingresso nelle casse aspiranti e
lavaggi mirati alla rimozione delle impurità ma anche alla conservazione del feltro sono
quanto necessario per garantire la durata del feltro, la durata delle sue prestazioni e
aumentare la produttività.
Non è raro vedere feltri con strisce di colore diverso a causa di ugelli ad alta pressione
otturati, rovinati dall’usura nell’inserto in ceramica che garantisce l’uniformità dei getti nel
tempo o anche per errata velocità di oscillazione.
Può anche capitare di falsare il profilo di grammatura e umidità, basta avere un getto a
ventaglio mal posizionato ed effettuare un lavaggio, la striscia di feltro che è stata colpita
dal getto in modo minore porterà avanti una quantità d’acqua maggiore del resto del feltro.
Giorgessi Giovanni – Inserimento della pressa a scarpa in MC - 6
3. PROBLEMATICHE SEZIONE PRESSE
3.1 TIRI LIBERI
Il tiro libero del foglio di carta si ha tutte le volte in cui il foglio deve autosupportarsi nel
trasferimento da una sezione all’altra (es. dalla tela di formazione ad una sezione presse, fra
le varie sezioni presse, o fra la pressa e la seccheria, ecc.).
In questa condizione la tensione del foglio deve essere tale da evitare anse eccessive o
essere troppo tesa.
Inoltre la carta umida presenta resistenze meccaniche molto inferiori rispetto alla carta
finita, questo comporta una struttura fragile e soggetta a rotture.
Quando abbiamo lo stacco di un foglio di carta da una tela, da un feltro, o da un cilindro, la
formula della tensione a cui viene sottoposto il foglio di carta è la seguente:
T = L/(1 – cosα) + mv2
Dove:
T = tensione del foglio
L = lavoro per unità di superficie necessario
per vincere l’aderenza del foglio
α = è l’angolo di stacco
v = velocità del foglio
m = massa del foglio (grammatura)
Analizzando la formula si possono fare le seguenti considerazioni:
- per staccare la carta si deve compiere un certo lavoro, essa reagisce con un allungamento
indipendente dalla lunghezza del tiro libero.
- la tensione è tanto più elevata quanto maggiore è l’angolo di stacco e ciò dipende dalle
caratteristiche di adesione fra carta e rullo/tela/feltro.
- la velocità della macchina influenza molto il tiro, che figura nella formula con esponente
quadrato.
La presenza dei tiri liberi è un limite notevole per l’efficienza complessiva degli impianti e
per questo motivo la tendenza è quella di evitare tiri liberi non solo fino all’ingresso della
seccheria, ma lungo tutta la macchina continua.
Giorgessi Giovanni – Inserimento della pressa a scarpa in MC - 7
3.2 RIUMIDIFICAZIONE DEL FOGLIO
All’uscita del nip si ha una riumidificazione del nastro di carta, essa è determinata sia dalla
riespansione del foglio, la quale genera una depressione all’interno della struttura e
riassorbe l’acqua, dalla ridistribuzione capillare del velo d’acqua presente tra il foglio ed il
feltro.
Questo fenomeno dipende dal rapporto tra i diametri delle fibre di carta e quelle del feltro,
infatti le forze capillari hanno intensità inversamente proporzionali al diametro dei capillari.
Uno dei sistemi per limitarlo è quello di usare feltri con delle fibre finissime in superficie,
cioè con diametri non di molto superiori a quelle delle fibre della carta (normalmente è da
50 a 100 volte minore rispetto alle fibre del feltro).
3.3 SVOLAZZAMENTO DEL FOGLIO
In teoria l’ingresso al nip della carta e del feltro dovrebbe essere separato, ma questo non è
possibile per le alte velocità delle macchine e per il tiro libero che si creerebbe, quindi il
foglio di carta entra nel nip dopo essere già stato portato a contatto con il feltro.
Quando le due strutture vengono compresse sotto il nip, espandono la totalità dell’aria
contenuta sia tra di loro che al loro interno.
A parte le presse aspiranti dove una parte dell’aria viene aspirata, per gli altri tipi quest’aria
può trovare spazio fra la carta ed il feltro, arrivando anche a sollevare la carta, formando in
questo modo una bolla d’aria che se viene schiacciata sotto il nip forma delle pieghe.
Per andare incontro a questo problema si possono usare dei feltri con una struttura più
chiusa, applicare delle cassette aspiranti il più vicino al nip, montare dei rulli guidafeltro
aspiranti dove la carta si adagia sul feltro.
Giorgessi Giovanni – Inserimento della pressa a scarpa in MC - 8
4. PRESSA TEM-SEC
4.1 CARATTERISTICHE E FUNZIONAMENTO:
Negli anni ’90 l’industria della carta stava cercando un modo efficiente per rimuovere acqua
dal supporto prima dell’ingresso in seccheria. Un grado di secco guadagnato in zona presse
corrisponde ad una riduzione del consumo di vapore pari al 4-5%. Ridurre lo stesso
contenuto di acqua in seccheria piuttosto che in zona presse costa 20 volte di più.
Grande attenzione è dunque rivolta a ciò che avviene nel nip.
La pressa tem-sec è il risultato di lunghe ricerche e prove relative a calore e pressione, volte
ad aumentare l’efficienza di rimozione dell’acqua.
Il risultato di queste prove era allora un prodotto che rispetto alle presse convenzionali
aumentava la rimozione dell’acqua e nello stesso tempo migliorava le qualità del supporto.
La pressatura a caldo ha costituito una parte significativa di tali ricerche, la tecnica era stata
perfezionata per dare risultati fino ad allora impensabili.
La ricerca aveva dimostrato che in condizioni di funzionamento costanti come: tipo di
feltro, peso del foglio, velocità della macchina, ecc… l' acqua che veniva rimossa nella
sezione presse variava in funzione di:
- pressione applicata
- larghezza del nip
- viscosità dell’acqua
Aumentando la pressione applicata, aumenta il grado di rimozione dell'acqua.
Questo avviene fino ad un certo punto, poiché oltre non si ha più un rapporto lineare tra
aumento della pressione applicata e aumento del grado di rimozione dell’acqua.
Inoltre aumenti di questo tipo influiscono negativamente sulle caratteristiche della carta e
sulla durata dei feltri.
Si è stabilito che aumentando la larghezza del nip migliora il grado di rimozione dell’acqua.
Ciò ha permesso di ottenere maggiori aumenti di rimozione dell’acqua senza influire sulle
caratteristiche del supporto e sulla durata dei feltri.
Anche in questo caso però, dopo un certo valore, il rapporto tra aumento della larghezza del
nip e il grado di rimozione dell’acqua non è più lineare e si ottengono modesti aumenti di
disidratazione del supporto.
Giorgessi Giovanni – Inserimento della pressa a scarpa in MC - 9
Dirigendo le ricerche verso la viscosità dell'acqua si è dimostrato che, al diminuire della
stessa si riscontrano i seguenti vantaggi:
• si riducono i carichi idraulici
• diminuisce la tensione superficiale dell’acqua, riducendo le forze di capillarità.
• le fibre sono più morbide e ciò implica:
- un aumento della compressibilità del supporto favorito dalla riduzione della
pressione strutturale
- una diminuizione del ritorno elastico del supporto, riducendo il rewetting.
Nonostante tutto diminuzioni significative della viscosità dell'acqua con l’aumento della
temperatura, avvengono fino a 80 °C circa (fig.1).
Figura 1
Riscaldando il foglio oltre questa temperatura i benefit di rimozione dell'acqua sono
trascurabili.
Giorgessi Giovanni – Inserimento della pressa a scarpa in MC - 10
La progettazione della pressa TEM-SEC è fondamentalmente molto semplice, consiste
essenzialmente in una grande cilindro (da 1,5 m a 3,0 m) riscaldato internamente mediante
iniezione di vapore (solitamente fino a 3 bar).
Il cilindro funziona di solito ad una temperatura compresa solitamente tra 80 °C e 100 °C,
ed è rivestito con una speciale lega che crea una superficie antiaderente.
Agiscono su questo cilindro i cilindri satellite (rivestiti in gomma 10-15 P & J), che possono
essere forati, ciechi oppure scanalati.
Questi cilindri satellite applicano carichi di 80-200 Kg/cm al cilindro centrale riscaldato
attraverso due o più nip attorno allo stesso in base alla tipologia di pressa.
Il riscaldamento del supporto avviene nel nip in modo istantaneo. Questo favorisce
l’efficienza di questo sistema di pressatura e lo differenzia da tutti gli altri sistemi di
pressatura.
La configurazione della TEM-SEC, cioè il cilindro grande centrale rispetto ai cilindri
satellite, promuove il suo utilizzo anche con assenza di calore.
Nella figura 2 si può vedere che la larghezza del nip della TEM-SEC si avvicina a quelle
ottenibili usando una pressa ad alta intensità, però con pressioni specifiche molto inferiori.
Pressioni più basse sui feltri e sui rivestimenti dei cilindri allungano la loro durata, con un
riscontro positivo anche su efficienza operativa e costi di funzionamento.
Figura 2
Giorgessi Giovanni – Inserimento della pressa a scarpa in MC - 11
La pressa TEM-SEC ha al suo attivo i seguenti vantaggi:
• l’ingresso del supporto in seccheria ad una temperatura superiore, ciò consente di
mantenere la temperatura dei primi cilindri essiccatori più alta, aumentando
notevolmente la produzione.
• supporto con un più alto grado di secco, significa una diminuzione della possibilità di
rottura dello stesso, con conseguente aumento dell’efficienza produttiva.
Da prove di laboratorio effettuate da industrie del settore si è appurato che le proprietà
meccaniche sono migliorate sotto i seguenti aspetti:
• aumentata la resistenza alla delaminazione.
• aumento della resistenza allo scoppio.
• mantenimento della porosità, rigidità, resistenza e permeabilità.
• liscio bendtsen aumentato.
In termini generali, le proprietà del supporto sono migliorate dal 5% al 15% in quasi tutti gli
impianti che hanno adottato il sistema pressa TEM-SEC (fig.3).
Figura 3
In sintesi la pressa TEM-SEC si era affermata come una pressa in grado di ridurre i costi
energetici e aumentare la produzione, con gradi di secco in uscita zona presse compresi tra il
50% e il 56%.
Giorgessi Giovanni – Inserimento della pressa a scarpa in MC - 12
Alla base dei principi di progettazione:
• aumenti moderati larghezza del contatto
• pressioni e temperature compatibili con gli standard dei feltri ed i tipi di rivestimento
del cilindro centrale riscaldato.
• riscaldamento del supporto per ridurre la viscosità dell'acqua.
Nella MC1 dello stabilimento di Ovaro la pressa Tem-sec lavorava con il cilindro da 2500
mm riscaldato a vapore con temperatura del mantello a ca. 40 °C.
Il mantello era a contatto della copertina per dare una prima lisciatura al foglio.
Due presse satellite da 1000 mm (feltrate) pressavano il foglio di carta contro il mantello
riscaldato.
La scelta di montare una pressa a caldo era stata fatta negli anni 90 con l’obiettivo di
riscaldare il supporto fino a 60 °.
Purtroppo non si è mai raggiunto tale obiettivo a causa di spellature in copertina provocate
dalla temperatura del mantello e dalla qualità di materia prima usata.
Il nip si estendeva per ca. 20 mm.
La pressione d’esercizio delle presse satellite variava da 50 a 90 kN/cm.
Oltre questa pressione le caratteristiche fisiche del prodotto finito erano abbattute.
I secchi che si ottenevano all’uscita della pressa, variavano da 47% fino al 51% (secondo il
tipo e della grammatura di cartone prodotto e conseguente materia prima utilizzata).
In entrata si aveva ca. 44/46% di secco.
Una problematica frequente era dovuta al formarsi di bolle d’aria tra mantello e carta,
all’entrata del 2° nip, difetto molto migliorato con la motorizzazione del 1° rullo satellite.
Non si era riscontrato alcun miglioramento motorizzando il 2° rullo satellite.
Giorgessi Giovanni – Inserimento della pressa a scarpa in MC - 13
Figura 4
Giorgessi Giovanni – Inserimento della pressa a scarpa in MC - 14
5. PRESSA A SCARPA (SHOE PRESS)
Figura 5
Il continuo aumento delle velocità di esercizio delle MC ha portato ad un notevole aumento
dell’acqua che deve essere rimossa nella sezione presse nell’unità di tempo.
A tal fine, si è dovuto scegliere tra due opzioni:
• lavorare con pressioni più elevate
• lavorare con nip più larghi
La pressa a scarpa utilizza la seconda opzione ed ha portato ad una vera evoluzione rispetto
alle presse tradizionali.
Giorgessi Giovanni – Inserimento della pressa a scarpa in MC - 15
Nella pressa a scarpa uno dei due cilindri è sostituito da una calza in poliuretano (chiamata
“belt”) rinforzata e mantenuta in forma circolare da una gabbia metallica e da un sistema ad
aria immessa grazie ad un ventilatore.
Quest'ultima ha anche il compito di favorire il flusso dell’olio di lubrificazione della scarpa
nel condotto di ritorno.
All’interno del belt è inserita una trave che sopporta la spinta della pressa, spingendo il belt
verso il cilindro convenzionale. La parte della trave a contatto con il belt è sagomata (fig. 6)
in modo da copiare la forma del cilindro convenzionale.
Si crea così un’impronta maggiore, rispetto alle altre tipologie di presse, che determina
l’aumento del tempo di sosta del supporto all’interno del nip. Questa parte detta scarpa
esercita una pressione che arriva solitamente fino a 1000 kN/m con un nip che usualmente è
di 250 mm. La pressa a scarpa ha una pressione media di 40 bar, costante su tutta l’impronta
senza picchi. Agendo opportunamente sull’inclinazione dei dispositivi di carico (ove
previsti), la scarpa può esercitare un diagramma di forma trapezoidale, variabile con
continuità e gradualità da un minimo ad un massimo, pur mantenendo il valore medio di 40
bar (es: da 20 a 60 bar).
Risulta importante tale regolazione perché la massima efficienza di rimozione dell’acqua si
ha applicando una pressione crescente al crescere del grado di secco.
Utilizzando opportunamente il suddetto dispositivo è realizzabile una curva di pressione che
cresce man mano che si procede nel nip.
Avendo il massimo del carico poco prima della fine del nip, si attenua il fenomeno della
riumidificazione del foglio di carta.
Figura 6
Giorgessi Giovanni – Inserimento della pressa a scarpa in MC - 16
Un gran vantaggio che offre la pressa a scarpa, è dato dal limite minimo e massimo del
carico lineare che si può applicare al nip (es: da 400 a 1000 kN/m), si ha così modo di
variare il diagramma di pressione entro ampi limiti.
I vantaggi offerti dall’utilizzo della pressa a scarpa sono stati inizialmente utilizzati per carte
“flow-controlled”, applicazioni su alte grammature, carte con bassa scolantezza (es:
macero), carte con richiesta di elevato spessore,. ecc…
In questi casi vi era un utilizzo delle presse doppio-feltrate.
Ad oggi, complice l’aumento delle velocità si è ridotta la differenza fra carte “flowcontrolled” e carte “pressure controlled”.
Vi sono delle applicazioni di pressa a scarpa che prevedono l’utilizzo con un feltro solo ed
un cilindro convenzionale con un elevato grado di durezza e liscio.
Un altro parametro che ha favorito la diffusione dell’utilizzo della pressa a scarpa è stata la
crescente richiesta da parte del mercato di carte con elevato spessore (bulk), che ad oggi si
utilizza non solo nei cartoni ma anche su carte da stampa.
La pressa a scarpa, grazie alla sua impronta estesa, consente di ottenere lo stesso grado di
secco con pressioni molto più basse, ma applicate molto a lungo, si ha così uno spessore
finale sensibilmente più elevato.
Attualmente alcune applicazioni di pressa a scarpa hanno un cilindro superiore a bombè
controllato, permettendo di variare trasversalmente le condizioni di carico al nip.
I rulli a bombè variabile sono costituiti da un robustissimo albero centrale su cui ruota la
camicia.
Tra albero e camicia sono montati dei conponenti meccanici caratteristici di ogni
costruttore, che esercitano una spinta tra albero e camicia riuscendo a dare la curvatura
desiderata.
Le soluzioni tipiche utilizzate sono:
• Olio immesso in una camera in pressione.
• Pistoncini che premono la camicia all’interno con interposta un’intercapedine d’olio.
• Un pattino che preme la camicia dall’interno con interposta un’intercapedine d’olio.
• Albero interno riscaldato solo su un lato da resistenze elettriche, così da flettersi per
dilatazione termica differenziale ed esercitare la corretta spinta contro la camicia.
Nel caso della “Prime-press x” vi è un sistema di correzione lato comandi ed uno lato
servizio che possono essere regolati per premere fino al 25% in meno rispetto al centro in
base alle esigenze del momento.
Giorgessi Giovanni – Inserimento della pressa a scarpa in MC - 17
La “Prime-press x” offre anche un sistema all’interno dei supporti cilindro, sia per il
cilindro “Primeroll x” che per il cilindro convenzionale, che compensa l’inflessione
dell’asse del cilindro (fig.7-8).
Figura 7
Figura 8
Questa tipologia di pressa ha preso piede negli ultimi anni, sono sempre più le cartiere che
scelgono di avvalersi dei vantaggi che offre:
• grado di secco in uscita sezione presse più alto (fino a 5 punti %).
• maggior rispetto del supporto (spessore)
Giorgessi Giovanni – Inserimento della pressa a scarpa in MC - 18
6. PARAMETRI DI GESTIONE DEI GRUPPI
PRESSE A CONFRONTO
6.1 CARICO DEL GRUPPO PRESSE E TEMPO DI PERMANENZA
DEL FOGLIO NEL NIP
PRESSA TEM-SEC
Velocità m/min.
Larghezza nip mm.
Tempo in pressione ms
Carico lineare kN/m
Pressione specifica kPa
Valore d'impulso bar/s
SHOE-PRESS
150
40
16
90
2250
0,36
150
250
100
1000
4000
4
Appare evidente come l’impulso di pressione della pressa a scarpa sia molto maggiore
rispetto alla Tem-sec, confrontato in una situazione ideale che possiamo trovare in MC1.
6.2 TEMPERATURE
T°SUPPORTO INGRESSO PRESSA T°MANTELLO PRESSA T°SUPPORTO USCITA PRESSA
31
39,5
35 TEM‐SEC
25
26
25 SHOE‐PRESS
Nel grafico, le temperature a confronto fra i 2 sistemi di pressatura, la tem-sec garantiva una
temperatura in uscita più alta di 10°, favorendo quindi l’eliminazione dell’acqua grazie alla
ridotta viscosità.
6.3 CONTENUTO D’ACQUA IN INGRESSO E IN USCITA
DELLA SEZIONE PRESSE
° SECCO % ENTRATA SEZIONE PRESSE
44‐46
41‐43
°SECCO% USCITA SEZIONE PRESSE
47‐51
52‐54
TEM‐SEC
SHOE‐PRESS
Giorgessi Giovanni – Inserimento della pressa a scarpa in MC - 19
6.4 PROPRIETÀ DEL FOGLIO, CONFRONTO FRA TEM-SEC E SHOE-PRESS
GRADO DI LISCIO
SPESSORE 100
100
100
RIGIDITA'
100
95
98
100 TEM‐SEC %
95 MIN. SHOE‐PRESS %
97 MAX. SHOE‐PRESS %
Dal grafico si può notare che la shoe-press ha lasciato invariato il grado di liscio ma ha
determinato una sensibile riduzione dello spessore e della rigidità della carta.
Tale riduzione è più tangibile sui tipi di cartone non monolucidati.
6.5 CARATTERISTICHE DEI FELTRI E LORO CONDIZIONAMENTO
TEM‐SEC
1400‐1500 gr/m2
3 m
SHOE‐PRESS
1700‐2000 gr/m2
4‐5 m
GRAMMATURA FELTRI
COLONNA H2O PER CONDIZIONAMENTO
Come descritto in tabella, la pressa Tem-sec utilizzava dei feltri per pressa tradizionale da
1400-1500 gr/m2 mentre la Shoe-press utilizza feltri specifici da 1700-2000 gr/m2.
L’aumento dell’acqua rimossa ha determinato l’impiego di una colonna d’acqua maggiore
per il condizionamento dei feltri della Shoe-press.
Giorgessi Giovanni – Inserimento della pressa a scarpa in MC - 20
6.6 CONSUMI ENERGETICI TOTALI RILEVATI
Nel grafico sottostante è illustrato il consumo di energia elettrica della MC1, considerato
100% il consumo del 2010, vi sono gli scostamenti mese per mese, dei seguenti anni, 2011 e
2012.
Si nota una lieve impennata a partire dal mese di settembre 2011, cioè da quando è entrate a
regime la shoe-press.
CONSUMO ENERGIA ELETTRICA MC1 (kW/h)
120
100
80
60
2010
40
2011
20
2012
o
ag
os
to
se
tte
m
br
e
ot
to
br
e no
ve
m
br
e di
ce
m
br
e
gli
lu
gn
o
giu
e
m
ag
gio
ap
ril
aio
fe
bb
ra
io
m
ar
zo
0
ge
nn
Scostamento % dalla media 2010
140
Nel grafico che segue, il consumo specifico della MC1 per ogni tonnellata prodotta.
Da settembre 2011, tranne qualche mese, si ha un leggero aumento che deriva dal consumo
più elevato della pressa installata.
Giorgessi Giovanni – Inserimento della pressa a scarpa in MC - 21
110
105
100
2010
95
2011
90
2012
na
i
fe o
bb
ra
io
m
ar
zo
ap
ri l
e
m
ag
gio
giu
gn
o
lu
gli
o
ag
o
se sto
tte
m
br
e
ot
to
n o b re
ve
m
br
e di
ce
m
br
e
85
ge
n
Scostamento % dalla media 2010
CONSUMO SPECIFICO kWh/t
Il prossimo grafico indica il consumo di vapore relativo alla MC1.
Si può notare come sia diminuito gli ultimi 2 anni.
Questo grafico illustra il consumo di vapore confrontato con la produzione.
Escludendo i dati del mese di Agosto, che non sono attendibili in quanto la durata della
fermata può variare in base alle esigenze del momento, dall’installazione della shoe-press i
consumi specifici di vapore sono sensibilmente diminuiti.
Giorgessi Giovanni – Inserimento della pressa a scarpa in MC - 22
Il grafico sottostante illustra le variazioni di tonnellate prodotte mese per mese negli ultimi 3
anni.
Non troviamo variazioni sensibili fino agli ultimi 4 mesi del 2012.
Questo perché è solo dopo l’Agosto dello stesso che si è potuto sfruttare le potenzialità della
pressa a scarpa.
Prima la MC1 era limitata a 160 m/min, a causa del monoalbero a cinghie e pulegge della
seccheria.
Ora la seccheria è dotata di comandi sezionali e si è raggiunta la velocità di 205 m/min, tale
incremento ha permesso l’aumento di produzione che si nota nel grafico.
Scostamento % dalla media 2010
PRODUZIONE MC1
140
120
100
80
2010
60
40
2011
20
2012
0
Giorgessi Giovanni – Inserimento della pressa a scarpa in MC - 23
Questo grafico è il riepilogo dei precedenti.
Risulta ben visibile come e dove l’utilizzo della pressa a scarpa abbia portato benefici in
termini di consumi e di produzione.
Scostamento % media 2010
RAPPORTI E CONSUMI ANNUALI MC1
105
100
95
90
85
80
% PRODUZIONE
% CONSUMO Kw/h
% RAPPORTO Kwh/t
% CONSUMO VAPORE
% RAPPORTO kg VAP/t
2010
100
100
100
100
100
2011
99
100,3
101,1
88,5
89,4
2012
102,2
102
99,7
90,7
88,8
6.7 MANUTENZIONE
La recente data di installazione della Shoe-press, non permette di avere alle spalle una storia
tale da poter determinare costi e tempi di manutenzione della stessa.
Il cambio dei feltri della Shoe-press richiede 4 ore, a fronte delle 3 ore scarse che venivano
impiegate per la sostituzione dei feltri della Tem-sec.
Giorgessi Giovanni – Inserimento della pressa a scarpa in MC - 24
7. CONCLUSIONI
A quasi 2 anni dall’installazione della Shoe-press, si possono fare le seguenti
considerazioni:
• La shoe-press ha permesso un aumento della produttività.
• La shoe-press ha permesso una riduzione dei costi specifici d’energia utilizzata.
• La shoe-press non ha permesso di migliorare le qualità del supporto, anzi come visto
in precedenza alcune di queste sono addirittura peggiorate.
• Per riportare la qualità del supporto attuale allo stesso livello di prima, i costi da
sostenere in materie prime annullerebbero i benefici dati dal minor consumo di
vapore e dall’aumento produttivo.
Giorgessi Giovanni – Inserimento della pressa a scarpa in MC - 25
BIBLIOGRAFIA
• XI corso di tecnologia per tecnici cartari (EDIZIONE 2003-2004)
PRESSE UMIDE AD IMPULSO ELEVATO) - Ruscito Claudio
• Manuale uso e manutenzione Prime-press X (Andritz PULP&PAPER)
• Introduzione alla fabbricazione della carta AA.VV. ATICELCA
• Appunti 19° corso di tecnologia cartari (edizione 2011-2012) Paolo Zaninelli
• La sezione presse della macchina continua (- Marcello Pinto - Burgo Group
technology & investments)
• Tappi proceedings 90/161-162-163-164
• XVIII corso di Tecnologia per Tecnici Cartari (EDIZIONE 2010/2011)
(LA DISIDRATAZIONE MECCANICA DEL NASTRO DI CARTA NELLA
SEZIONE PRESSE) - Collavo Ivan
• Informazioni raccolte in stabilimento
Giorgessi Giovanni – Inserimento della pressa a scarpa in MC - 26