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Conseil de durabilité

Comment réduire la consommation d'eau dans la fabrication du papier


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Oct. 20



En Europe, 40 % de l'eau douce est consommée par l'industrie. Avec les industries alimentaire, chimique, métallurgique et pétrolière, l'industrie du papier est l'un des plus gros consommateurs d'eau. En Slovénie et en Suède, l'industrie du papier est même le plus grand préleveur d'eau industrielle.
Au cours des dix dernières années, le coût de l'eau a plus que doublé dans certaines régions, ce qui a amené l'industrie du papier à se pencher sérieusement sur ces dépenses. Si l'on inclut les coûts d'élimination des eaux usées, ils sont encore plus importants.

L'usure des buses signifie le gaspillage de l'eau

Figure 1 : Les buses qui sont usées jusqu'à 30% (à droite) ne montrent aucun signe d'usure visible

Lesbuses de pulvérisation sont au cœur de toutes les applications qui utilisent l'eau dans l'ensemble du moulin. Ces composants en apparence simples ont un impact significatif sur les performances et les coûts d'exploitation dans les domaines de l'hydratation, du nettoyage, de la lubrification, de la coupe des bords, du blanchiment, de l'arrachage, du collage et de dizaines d'autres applications.
Au fur et à mesure que les buses de pulvérisation s'usent, leurs orifices deviennent plus grands et, à une pression donnée, le débit augmente. Même une légère usure de la buse qui ne peut être détectée visuellement peut être extrêmement gaspilleuse, et coûter des dizaines, parfois des centaines, de milliers de dollars par an en frais d'exploitation accrus.

Les buses usées qui pulvérisent au-delà de leur capacité gaspillent plus que de l'eau : Les coûts d'électricité vont augmenter en raison du fonctionnement excessif des pompes, et ne négligeons pas les coûts de consommation de produits chimiques, ceux-ci vont également augmenter. Voici deux exemples qui illustrent la rapidité avec laquelle les coûts peuvent augmenter.


Exemple 1. Augmentation des frais de fonctionnement de la section de séchage de la douche

Une douche avec 70 buses pulvérisant un agent de démoulage sur le feutre du séchoir.

Nouvelles buses 15% de buses usées
Eau € 5,335 € 6,135
Produits chimiques € 46,800 € 53,820
Électricité € 2,667 € 3,118
Total € 54,802 € 63,073
Augmentation des dépenses pour une douche € 8,271

Par conséquent, toute installation dotée de six douches dans la partie sèche devrait faire face à des coûts augmentant de près de 50 000 € par an.


Exemple 2. Les douches à sec augmentent les frais d'exploitation

Une douche avec 72 buses dans la partie sèche d'une section de presse fonctionnant avec 15% de surcapacité en raison de l'usure des buses.

Consommation d'eau supplémentaire par an 124 570 640,9 litres
Augmentation du coût annuel de l'eau et de l'électricité pour le fonctionnement de la pompe d'une douche € 65,156

Dans un établissement qui exploite dix douches, l'argent gaspillé chaque année dépasse bientôt le demi-million d'euros.


Des moyens de réduire la consommation d'eau :

1 : Remplacer les buses de pulvérisation usées selon un calendrier régulier

L'usure des buses de pulvérisation est un problème courant dans la fabrication de la pâte à papier et du papier, en grande partie à cause des produits chimiques et de l'eau utilisés. De nombreuses usines remplacent leurs buses de pulvérisation chaque année. Cependant, selon le nombre et le type d'opérations de pulvérisation, le coût de remplacement des buses peut être bien inférieur au coût de l'eau gaspillée - même si les buses ne sont usées qu'à 15 à 20%.

Liste de contrôle de l'entretien des buses de pulvérisation

❏ DÉBIT - CHAQUE BUSE

Pompes centrifuges : Surveiller les relevés des débitmètres pour détecter les augmentations, ou collecter et mesurer le jet de la buse pendant une période donnée à une pression spécifique. Ensuite, comparez ces relevés aux débits indiqués dans le catalogue du fabricant ou comparez-les aux relevés de débit de buses neuves et non utilisées.
Pompes volumétriques : Surveillez les baisses de pression dans la conduite de liquide ; le débit reste constant.

❏ PRESSION DE PULVÉRISATION

Dans les pompes centrifuges à collecteur à buses : Surveiller l'augmentation du volume de liquide pulvérisé. (La pression de pulvérisation restera probablement la même.)
Pompes à déplacement positif : Surveiller le manomètre pour détecter les baisses de pression et la réduction de l'impact sur les surfaces pulvérisées. (Le volume de liquide pulvérisé restera probablement le même). Surveillez également les augmentations de pression dues à l'obstruction des buses. Inspectez visuellement les changements dans la couverture de pulvérisation.

❏ TAILLE DE LA GOUCHE

Examinez les résultats de la demande pour voir s'il y a eu des changements. L'augmentation de la taille des gouttes ne peut pas être détectée visuellement dans la plupart des applications. Une augmentation du débit ou une diminution de la pression de pulvérisation aura un impact sur la taille de la goutte.

❏ IMPACT

Examinez les résultats de la demande pour détecter une usure prématurée du tissu et/ou des problèmes de qualité du papier. Cela peut indiquer une augmentation de l'impact qui ne peut être détectée visuellement.

❏ MODÈLE DE PULVÉRISATION

Inspectez visuellement chaque buse pour détecter les changements dans l'uniformité du modèle. Vérifiez l'angle de pulvérisation à l'aide d'un rapporteur. Mesurez la largeur du jet sur la surface pulvérisée.

2 : Changez le matériau de la buse pour prolonger la durée de vie et assurer une performance optimale

Les buses fabriquées à partir de matériaux plus durs offrent généralement une durée de vie plus longue. En plus des matériaux standard tels que le laiton et l'acier inoxydable, des buses de pulvérisation plus durables sont souvent disponibles dans des matériaux spéciaux, des carbures ou avec des orifices en rubis.
Les buses avec un orifice en rubis synthétique sont fréquemment utilisées pour la coupe de bandes car elles offrent une précision de pulvérisation supérieure pour un bord net et tranchant et une résistance à l'usure jusqu'à 2000 fois supérieure à celle du laiton. En outre, le jet reste régulier même aux premiers stades de l'usure.

De nombreuses buses de douche à jet solide sont également disponibles avec des orifices en rubis ou en saphir. En maintenant l'intégrité du jet plus longtemps, on obtient un meilleur nettoyage des tissus sur une plus longue période.

La figure 2 fournit les ratios de résistance à l'abrasion standard pour un grand nombre de ces matériaux afin de vous aider à déterminer si vous devez envisager un changement.

Matériau de la buse de pulvérisation Ratio de résistance
Aluminium 1
Laiton 1
Polypropylène 1 – 2
Acier 1.5 – 2
Monel 2 – 3
Acier inoxydable 4 – 6
Hastelloy® (en anglais) 4 – 6
Acier inoxydable trempé 10 – 15
Stellite® (en anglais) 10 – 15
Carbure de silicium (lié au nitrure) 90 – 130
Céramique 90 – 200
Carbures 180 – 250
Rubis ou saphir synthétique 600 – 2,000
Figure 2 : Ratios approximatifs de résistance à l'abrasion

3 : Réduire la pression de pulvérisation si la performance

Bien que ce ne soit pas toujours possible, la diminution de la pression (qui ralentira la vitesse du liquide dans l'orifice) peut contribuer à réduire la vitesse d'usure de l'orifice.

4 : Utilisez des buses ou des crépines autonettoyantes pour protéger les buses et minimiser l'usure

Dans de nombreuses applications, la détérioration et le colmatage des orifices sont causés par des particules de saleté solides dans le liquide pulvérisé. Ceci est particulièrement fréquent dans les systèmes utilisant une recirculation continue de l'eau de pulvérisation. Dans un processus de production moyen, le recyclage de l'eau permet environ 17 utilisations avant rejet, contre une ou deux utilisations sans recirculation.

Les buses autonettoyantes sont de type à piston. Lorsque la pression de ligne est basse, le piston se rétracte pour purger les débris de l'orifice de la buse. Les buses autonettoyantes sont idéales pour les douches à forte teneur en matières solides dans l'eau et également à l'intérieur des machines à papier en raison de leur conception compacte.

Les crépines, ou les buses avec crépines intégrées, retiennent les plus grosses particules et empêchent les débris de pénétrer dans l'orifice de la buse ou dans l'aube, ce qui réduit considérablement l'usure.

Figure 4 : Les filtres en T sont dotés d'un bouchon inférieur amovible permettant de retirer complètement l'ensemble du tamis pendant le nettoyage. Sur certains modèles, le bouchon inférieur peut être remplacé par un robinet de vidange pour un nettoyage rapide

5 : Utilisez des pistolets de pulvérisation au lieu de tuyaux ouverts

Pour le nettoyage dans l'ensemble de l'usine, utilisez des pistolets à basse pression au lieu de tuyaux ouverts. Cela peut réduire la consommation d'eau de 50% ou plus. De plus, en veillant à ce que l'eau ne soit "allumée" que lorsqu'elle est réellement nécessaire, vous réduisez considérablement les déchets.

6 : Automatisez le nettoyage de votre coffre et/ou de votre réservoir

Les réservoirs et les coffres sont souvent nettoyés manuellement par des travailleurs équipés de tuyaux ou en remplissant et en vidant le réservoir ou le coffre plusieurs fois. Selon la taille du coffre, ces méthodes de nettoyage peuvent utiliser des centaines de litres d'eau à chaque fois que le coffre est nettoyé.

Lessystèmes automatisés de nettoyage des réservoirs sont une alternative efficace au nettoyage manuel. Certaines usines ont déclaré avoir économisé jusqu'à 50 000 € par an et par coffre, simplement en passant au nettoyage automatisé.

Les systèmes de nettoyage en place (NEP) utilisent des buses de pulvérisation pour assurer un nettoyage et un rinçage contrôlés et complets. Les laveurs de cuves à fort impact, à entraînement par fluide ou motorisés, et les systèmes automatisés clés en main sont d'autres options. En plus d'utiliser beaucoup moins d'eau que les méthodes manuelles et de remplissage/vidange, le nettoyage automatisé de la cuve offre de nombreux autres avantages :

  • Un nettoyage plus rapide et plus complet
  • Réduction de l'utilisation de produits chimiques coûteux
  • Réduction des coûts d'élimination
  • Amélioration de la sécurité des travailleurs
  • Réduction des coûts de main-d'œuvre et des temps d'arrêt pour la maintenance.

Les systèmes clés en main intègrent des pompes, des capteurs, des moteurs et des vannes conçus pour optimiser les performances des buses de nettoyage des réservoirs. Les systèmes peuvent être équipés pour faire recirculer le liquide de nettoyage en circuit fermé, ce qui permet de réutiliser une partie, ou la totalité, de l'eau et des solutions de nettoyage chimiques.

Les systèmes de pulvérisation optimisés contribuent à un avenir durable et rentable

Les buses de pulvérisation sont des composants de précision conçus pour fournir des performances spécifiques dans des conditions spécifiques. Le fait qu'une buse pulvérise ne signifie pas qu'elle fonctionne de manière optimale.

Lorsque les douches et/ou les opérations d'hydratation, d'enduction, de nettoyage et de coupe de la bande ne sont pas optimisées, une ressource naturelle précieuse est épuisée ; en outre, de nombreux autres problèmes coûteux peuvent être rencontrés, tels que :

  • Problèmes de contrôle de la qualité
  • Arrêt de production non programmé
  • Maintenance accrue
  • Augmentation de la consommation de produits chimiques coûteux et d'électricité

Pour vous assurer que votre système fonctionne au maximum de son efficacité et ne gaspille pas d'eau, commencez par un audit de votre système de pulvérisation. Un audit est généralement offert gratuitement et peut nécessiter plusieurs heures de travail.

La plupart des experts s'accordent à dire que, pour garantir que le monde dispose de suffisamment d'eau salubre à l'avenir, il faut prendre des mesures - et de manière agressive ! Dans l'intérêt des générations futures, il est impératif que la pratique de la conservation de l'eau ne soit pas considérée comme une distraction sans importance. Si vous souhaitez en savoir plus sur la manière de réduire la consommation d'eau dans votre usine, n'hésitez pas à nous contacter directement.