Come ridurre il consumo di acqua nella produzione della carta

In Europa, il 40% di tutta l’acqua dolce viene consumata dall’industria. Insieme alle industrie alimentare, chimica, metallurgica e petrolifera, l’industria cartaria è una delle maggiori consumatrici di acqua. In Slovenia e in Svezia, l’industria cartaria è addirittura il principale prelevatore di acqua industriale.
Negli ultimi dieci anni, i costi dell’acqua sono più che raddoppiati in alcune aree, costringendo l’industria cartaria a valutare attentamente questa voce di spesa. Se si includono i costi di smaltimento delle acque reflue, il dato risulta ancora più significativo.

L’usura degli ugelli comporta uno spreco d’acqua

Gli ugelli di spruzzatura sono il cuore di tutte le applicazioni che utilizzano acqua all’interno dello stabilimento . Questi componenti apparentemente semplici hanno un impatto significativo sulle prestazioni e sui costi operativi nelle fasi di umidificazione, pulizia, lubrificazione, rifilatura dei bordi, sbiancamento, separazione del foglio, incollaggio e in decine di altre applicazioni.
Man mano che gli ugelli di spruzzatura si consumano, i loro orifizi si allargano e, a parità di pressione, la portata aumenta. Anche un’usura minima degli ugelli, non rilevabile a occhio nudo, può comportare uno spreco enorme, con un aumento delle spese operative che può ammontare a decine, talvolta centinaia, di migliaia di dollari all’anno.

Gli ugelli usurati che spruzzano oltre la capacità prevista non sprecano solo acqua: i costi dell’elettricità aumenteranno a causa del funzionamento eccessivo delle pompe, e non trascuriamo i costi di consumo dei prodotti chimici, che aumenteranno anch’essi. Di seguito sono riportati solo due esempi di quanto rapidamente possano aumentare i costi.

Esempio 1. Aumento dei costi operativi nella sezione di asciugatura

Una doccia con 70 ugelli che spruzzano un agente distaccante sul feltro dell’essiccatoio.

Pertanto, qualsiasi struttura con sei docce nella zona asciutta dovrebbe affrontare un aumento dei costi di quasi € 50.000 all'anno.

Esempio 2. Doccia fuori uso: aumento delle spese operative

Una doccia con 72 ugelli nella zona a secco di una sezione di pressatura che opera al 15% in eccesso rispetto alla capacità a causa dell’usura degli ugelli.

In uno stabilimento che utilizza dieci docce, lo spreco di denaro ogni anno supera ben presto il mezzo milione di euro.

Modi per ridurre il consumo idrico:

1: Sostituire regolarmente gli ugelli di spruzzo usurati

Gli ugelli di spruzzo usurati sono un problema comune nell’industria della cellulosa e della carta, dovuto in gran parte alle sostanze chimiche e all’acqua utilizzate. Molte cartiere sostituiscono i propri ugelli di spruzzo ogni anno. Tuttavia, a seconda del numero e del tipo di operazioni di spruzzatura, il costo degli ugelli di ricambio può essere di gran lunga inferiore al costo dell’acqua sprecata – anche se gli ugelli sono usurati solo dal 15 al 20%.

Lista di controllo per la manutenzione degli ugelli di spruzzatura

❏ PORTATA – OGNI UGELLO

Pompe centrifughe: monitorare le letture del misuratore di portata per rilevare eventuali aumenti, oppure raccogliere e misurare il getto dall’ugello per un determinato periodo di tempo a una pressione specifica. Confrontare quindi queste letture con le portate indicate nel catalogo del produttore o con quelle rilevate su ugelli nuovi e non utilizzati.
Pompe volumetriche: monitorare la pressione nella linea del liquido per rilevare eventuali diminuzioni; la portata rimarrà costante.

❏ PRESSIONE DI SPRUZZO

Pompe centrifughe con collettore degli ugelli: verificare la presenza di aumenti nel volume di liquido spruzzato. (La pressione di spruzzo dovrebbe rimanere invariata.)
Pompe volumetriche: controllare il manometro per individuare eventuali cali di pressione e una riduzione dell’impatto sulle superfici spruzzate. (Il volume di liquido spruzzato dovrebbe rimanere invariato). Inoltre, verificare eventuali aumenti di pressione dovuti a ugelli intasati. Ispezionare visivamente per rilevare eventuali variazioni nella copertura di spruzzatura.

❏ DIMENSIONE DELLE GOCCE

Esaminare i risultati dell’applicazione per individuare eventuali variazioni. Nella maggior parte delle applicazioni, l’aumento della dimensione delle gocce non è rilevabile visivamente. Un aumento della portata o una diminuzione della pressione di spruzzatura influiranno sulla dimensione delle gocce.

❏ IMPATTO

Esaminare i risultati dell’applicazione per individuare un’usura prematura del tessuto e/o problemi di qualità della carta. Ciò può indicare un aumento dell’impatto che non può essere rilevato visivamente.

❏ GOMMA DI SPRUZZO

Ispezionare visivamente ciascun ugello per verificare eventuali variazioni nell’uniformità del getto. Controllare l’angolo di spruzzo con un goniometro. Misurare l’ampiezza del getto sulla superficie trattata.

2: Scegliere un materiale diverso per gli ugelli per prolungarne la durata e garantire prestazioni ottimali

Gli ugelli realizzati con materiali più duri garantiscono generalmente una maggiore durata. Oltre ai materiali standard come l’ottone e l’acciaio inossidabile, sono spesso disponibili ugelli di spruzzo più resistenti realizzati con materiali speciali, carburi o con orifizi in rubino.
Gli ugelli con orifizio in rubino sintetico sono spesso utilizzati per il rifilaggio del nastro poiché offrono una precisione di spruzzo superiore per un bordo netto e definito e una resistenza all’usura fino a 2000 volte superiore rispetto all’ottone. Inoltre, il getto rimane costante anche nelle prime fasi di usura.

Sono disponibili anche molti ugelli a getto pieno con orifizi in rubino o zaffiro. Mantenere a lungo l’integrità del getto significa garantire una pulizia migliore dei tessuti per un periodo di tempo più lungo.

La Figura 2 riporta i rapporti standard di resistenza all’abrasione per molti di questi materiali, per aiutarvi a determinare se sia opportuno prendere in considerazione un cambiamento.

3: Ridurre la pressione di spruzzo se le prestazioni

Sebbene non sia sempre possibile, diminuire la pressione (il che rallenterà la velocità del liquido attraverso l’orifizio) può aiutare a ridurre la velocità con cui l’orifizio si usura.

4: Utilizzare ugelli autopulenti o filtri per proteggere gli ugelli e ridurre al minimo l’usura

In molte applicazioni, il deterioramento e l’intasamento dell’orifizio sono causati da particelle solide di sporco presenti nel liquido spruzzato. Ciò è particolarmente comune nei sistemi che utilizzano il ricircolo continuo dell’acqua di spruzzatura. In un processo di produzione medio, il ricircolo dell’acqua consente circa 17 utilizzi prima dello scarico, contro uno o due utilizzi senza ricircolo.

Gli ugelli autopulenti presentano un design a pistone. Quando la pressione di linea è bassa, il pistone si ritrae per espellere i detriti dall’orifizio dell’ugello. Gli ugelli autopulenti sono ideali per l’uso in docce con elevato contenuto di solidi nell’acqua e anche all’interno delle macchine per la produzione di carta grazie al loro design compatto.

I filtri, o gli ugelli con filtri integrati, trattengono le particelle più grandi e impediscono ai detriti di entrare nell’orifizio dell’ugello o nella paletta, riducendo così significativamente l’usura.

5: Utilizzare pistole a spruzzo anziché tubi flessibili aperti

Per le operazioni di pulizia in tutto lo stabilimento, utilizzare pistole a spruzzo a bassa pressione anziché tubi flessibili aperti. Ciò può ridurre il consumo d’acqua del 50% o più. Inoltre, assicurarsi che l’acqua sia “accesa” solo quando è effettivamente necessaria ridurrà significativamente gli sprechi.

6: Automatizzate la pulizia dei contenitori e/o dei serbatoi

I serbatoi e le vasche vengono spesso puliti manualmente dagli addetti con tubi flessibili oppure riempiendo e svuotando più volte il serbatoio o la vasca. A seconda delle dimensioni della vasca, questi metodi di pulizia possono comportare il consumo di centinaia di litri d’acqua ogni volta che la vasca viene pulita.

I sistemi automatizzati di pulizia dei serbatoi rappresentano un’alternativa efficace alla pulizia manuale. Alcuni stabilimenti hanno segnalato un risparmio fino a 50.000 € all’anno per ogni serbatoio di stoccaggio, semplicemente passando alla pulizia automatizzata.

I sistemi Clean-in-place (CIP) utilizzano ugelli a spruzzo per garantire una pulizia e un risciacquo controllati e accurati. Altre opzioni disponibili sono le lavacisterne ad alto impatto, azionate a fluido o motorizzate, e i sistemi automatizzati chiavi in mano. Oltre a consumare una quantità d’acqua notevolmente inferiore rispetto ai metodi manuali e di riempimento/svuotamento, la pulizia automatizzata delle cisterne offre molti altri vantaggi, quali:

• Pulizia più rapida e accurata
• Minore utilizzo di costosi prodotti chimici
• Costi di smaltimento ridotti
• Maggiore sicurezza dei lavoratori
• Costi di manodopera e tempi di fermo per manutenzione ridotti.

I sistemi chiavi in mano integrano pompe, sensori, motori e valvole progettati per ottimizzare le prestazioni degli ugelli di pulizia dei serbatoi. I sistemi possono essere equipaggiati per ricircolare il liquido di pulizia in un circuito chiuso, consentendo il riutilizzo di una parte o della totalità dell’acqua e delle soluzioni chimiche di pulizia.

I sistemi di spruzzatura ottimizzati contribuiscono a un futuro sostenibile e redditizio

Gli ugelli di spruzzatura sono componenti di precisione progettati per garantire prestazioni specifiche in condizioni specifiche. Il fatto che un ugello spruzzi non significa necessariamente che funzioni in modo ottimale.

Quando le operazioni di irrorazione e/o umidificazione, rivestimento, pulizia e rifilatura del nastro non sono ottimizzate, si sta esaurendo una risorsa naturale preziosa; inoltre, si possono verificare molti altri problemi costosi, quali:

• Problemi di controllo qualità
• Fermate di produzione non programmate
• Maggiore manutenzione
• Maggiore consumo di costosi prodotti chimici ed elettricità

Per garantire che il vostro impianto funzioni al massimo dell’efficienza e non sprechi acqua, iniziate con una verifica del vostro sistema di irrorazione. Una verifica di questo tipo viene solitamente offerta gratuitamente e può richiedere diverse ore di lavoro.

La maggior parte degli esperti concorda sul fatto che, per garantire che il mondo disponga di acqua potabile a sufficienza in futuro, è necessario agire – e in modo deciso! Per il bene delle generazioni future, è fondamentale che la pratica del risparmio idrico non venga considerata una distrazione di secondaria importanza. Se desiderate saperne di più su come ridurre il consumo idrico nel vostro stabilimento, non esitate a contattarci direttamente.