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Suggerimento per la sostenibilità

Come ridurre il consumo di acqua nella fabbricazione della carta


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Ott 20



In Europa, il 40% di tutta l'acqua dolce è consumata dall'industria. Insieme all'industria alimentare, chimica, dei metalli primari e del petrolio raffinato, l'industria della carta è uno dei maggiori consumatori di acqua. In Slovenia e in Svezia, l'industria della carta è addirittura il maggior consumatore di acqua industriale.
Negli ultimi dieci anni, i costi dell'acqua sono più che raddoppiati in alcune aree, inducendo l'industria cartaria a guardare con attenzione a queste spese. Quando si includono i costi di smaltimento delle acque reflue, la spesa è ancora più significativa.

L'usura degli ugelli significa spreco d'acqua

Figura 1: Gli ugelli usurati fino al 30% (a destra) non mostrano segni visibili di usura

Gli ugellisono il cuore di tutte le applicazioni che utilizzano l'acqua nello stabilimento. Questi componenti apparentemente semplici hanno un impatto significativo sulle prestazioni e sui costi operativi nell'idratazione, pulizia, lubrificazione, rifilatura dei bordi, sbiancamento, abbattimento, incollaggio e dozzine di altre applicazioni.
Con l'usura degli ugelli, i loro orifizi diventano più grandi e, a qualsiasi pressione, la portata aumenta. Anche una leggera usura degli ugelli che non può essere rilevata visivamente può essere estremamente dispendiosa, costando decine, a volte centinaia, di migliaia di dollari all'anno in maggiori spese operative.

Gli ugelli usurati che spruzzano oltre la capacità stanno sprecando più che semplice acqua: I costi dell'elettricità aumenteranno a causa del funzionamento eccessivo della pompa, e non trascuriamo i costi del consumo di prodotti chimici, anche questi aumenteranno. Quanto segue illustra solo due esempi di come i costi possano aumentare rapidamente.


Esempio 1. La doccia della sezione asciugatrice aumenta le spese di funzionamento

Una doccia con 70 ugelli che spruzzano un agente distaccante sul feltro dell'essiccatore.

Ugelli nuovi 15% ugelli usurati
Acqua € 5,335 € 6,135
Prodotti chimici € 46,800 € 53,820
Elettricità € 2,667 € 3,118
Totale € 54,802 € 63,073
Maggiore spesa per una doccia € 8,271

Pertanto, qualsiasi struttura con sei docce nella parte secca dovrebbe affrontare costi che aumentano di quasi 50.000 € all'anno.


Esempio 2. Le spese di gestione aumentano per le docce a secco

Una doccia con 72 ugelli nella parte a secco di una sezione di presse che funziona al 15% oltre la capacità a causa di ugelli usurati.

Consumo aggiuntivo di acqua all'anno 124.570.640,9 litri
Aumento del costo annuale di acqua ed elettricità per il funzionamento della pompa di una doccia € 65,156

In una struttura che gestisce dieci docce, il denaro sprecato ogni anno supera presto il mezzo milione di euro.


Modi per ridurre il consumo di acqua:

1: Sostituire regolarmente gli ugelli usurati

Gli ugelli usurati sono un problema comune nella produzione di cellulosa e carta, in gran parte a causa dei prodotti chimici e dell'acqua utilizzati. Molte cartiere sostituiscono i loro ugelli ogni anno. Tuttavia, a seconda del numero e del tipo di operazioni di spruzzatura, il costo della sostituzione degli ugelli può essere molto inferiore al costo dell'acqua sprecata - anche se gli ugelli sono usurati solo del 15-20%.

Lista di controllo per la manutenzione degli ugelli

❏ PORTATA - OGNI UGELLO

Pompe centrifughe: Monitorare le letture del flussometro per rilevare gli aumenti, o raccogliere e misurare il getto dall'ugello per un determinato periodo di tempo ad una pressione specifica. Poi confrontare queste letture con le portate elencate nel catalogo del produttore o confrontarle con le letture della portata da ugelli nuovi e non utilizzati.
Pompe a spostamento positivo: Monitorare la pressione della linea del liquido per rilevare eventuali diminuzioni; la portata rimarrà costante.

❏ PRESSIONE DI SPRUZZO

Pompe centrifughe con collettore a ugelli: Monitorare gli aumenti del volume di liquido spruzzato. (È probabile che la pressione di spruzzatura rimanga la stessa).
Pompe a spostamento positivo: Monitorare il manometro per rilevare diminuzioni di pressione e riduzione dell'impatto sulle superfici spruzzate. (È probabile che il volume di liquido spruzzato rimanga lo stesso). Inoltre, monitorare gli aumenti di pressione dovuti a ugelli intasati. Ispezionare visivamente per rilevare eventuali cambiamenti nella copertura dello spruzzo.

DIMENSIONE DELLA GOCCIA

Esaminare i risultati dell'applicazione per rilevare eventuali cambiamenti. L'aumento delle dimensioni delle gocce non può essere rilevato visivamente nella maggior parte delle applicazioni. Un aumento della portata o una diminuzione della pressione di spruzzatura influisce sulla dimensione delle gocce.

IMPATTO

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

❏ MODELLO DI SPRUZZO

Ispezionare visivamente ogni ugello per individuare eventuali cambiamenti nell'uniformità del ventaglio. Controllare l'angolo di spruzzo con un goniometro. Misurare la larghezza del getto sulla superficie spruzzata.

2: Cambiare il materiale dell'ugello per prolungare la durata dell'usura e garantire prestazioni ottimali

Gli ugelli realizzati con materiali più duri generalmente forniscono una maggiore durata all'usura. Oltre ai materiali standard come l'ottone e l'acciaio inossidabile, gli ugelli più durevoli sono spesso disponibili in materiali speciali, carburi o con orifizi in rubino.
Gli ugelli con un orifizio in rubino sintetico sono frequentemente usati per la rifilatura del nastro perché forniscono una precisione di spruzzo superiore per un bordo nitido e tagliente e una resistenza all'usura fino a 2000 volte maggiore dell'ottone. Inoltre, il getto rimane costante anche nelle prime fasi di usura.

Molti ugelli a getto solido sono disponibili anche con orifizi in rubino o zaffiro. Mantenere l'integrità del getto più a lungo significa anche una migliore pulizia dei tessuti per un periodo di tempo più lungo.

La figura 2 fornisce i rapporti standard di resistenza all'abrasione per molti di questi materiali per aiutarvi a determinare se dovreste considerare un cambiamento.

Materiale dell'ugello di spruzzatura Rapporto di resistenza
Alluminio 1
Ottone 1
Polipropilene 1 – 2
Acciaio 1.5 – 2
Monel 2 – 3
Acciaio inossidabile 4 – 6
Hastelloy 4 – 6
Acciaio inossidabile temprato 10 – 15
Stellite 10 – 15
Carburo di silicio (legato al nitruro) 90 – 130
Ceramica 90 – 200
Carburi 180 – 250
Rubino o zaffiro sintetico 600 – 2,000
Figura 2: Rapporti approssimativi di resistenza all'abrasione

3: Ridurre la pressione di spruzzatura se le prestazioni

Anche se non è sempre possibile, diminuire la pressione (che rallenterà la velocità del liquido attraverso l'orifizio) può aiutare a ridurre il tasso di usura dell'orifizio.

4: Usare ugelli autopulenti o filtri per proteggere gli ugelli e minimizzare l'usura

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

Gli ugelli autopulenti hanno un design a pistone. Quando la pressione della linea è bassa, il pistone si ritrae per eliminare i detriti dall'orifizio dell'ugello. Gli ugelli autopulenti sono ideali per l'uso in docce con un alto contenuto di solidi nell'acqua e anche all'interno di macchine da carta a causa del design compatto.

I filtri, o gli ugelli con filtri incorporati, intrappolano le particelle più grandi e impediscono ai detriti di entrare nell'orifizio dell'ugello o nella paletta e quindi riducono significativamente l'usura.

Figura 4: I filtri a T hanno un tappo inferiore rimovibile per il ritiro completo del gruppo di filtraggio durante la pulizia. Su alcuni modelli il tappo inferiore può essere sostituito da un rubinetto di scarico per la pulizia rapida

5: Usare pistole a spruzzo invece di tubi aperti

Per la pulizia di tutto il mulino, usare pistole a spruzzo a bassa pressione invece di tubi aperti. Questo 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: Automatizzare la pulizia dei cassoni e/o dei serbatoi

I serbatoi e le casse sono spesso puliti manualmente da operai dotati di tubi flessibili o riempiendo e scaricando il serbatoio o la cassa più volte. A seconda delle dimensioni della cassa, questi metodi di pulizia possono utilizzare centinaia di litri d'acqua ogni volta che la cassa viene pulita.

Isistemi automatizzati di pulizia delle casse sono un'alternativa efficace alla pulizia manuale. Alcuni stabilimenti hanno riferito di aver risparmiato fino a € 50.000 all'anno per cassa di stoccaggio, semplicemente passando alla pulizia automatizzata.

I sistemi Clean-in-place (CIP) usano ugelli spray per fornire una pulizia e un risciacquo controllati e approfonditi. Altre opzioni sono le lavatrici di serbatoi ad alto impatto, azionati da fluidi o motorizzati e i sistemi automatizzati chiavi in mano. Oltre a usare molta meno acqua rispetto ai metodi manuali e di riempimento/svuotamento, la pulizia automatizzata dei serbatoi offre molti altri vantaggi come:

  • Pulizia più veloce e approfondita
  • Uso ridotto di prodotti chimici costosi
  • Costi di smaltimento ridotti
  • Maggiore sicurezza dei lavoratori
  • Riduzione dei costi di manodopera e dei tempi di inattività per la manutenzione.

I sistemi chiavi in mano integrano pompe, sensori, motori e valvole progettati per ottimizzare le prestazioni degli ugelli di pulizia del serbatoio. I sistemi possono essere equipaggiati per far ricircolare il liquido di pulizia in un ciclo chiuso, permettendo il riutilizzo di una parte o di tutte le soluzioni di pulizia chimica e dell'acqua.

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

Gli ugelli di spruzzatura sono componenti di precisione progettati per fornire prestazioni specifiche in condizioni specifiche. Solo perché un ugello sta spruzzando non significa che stia lavorando in modo ottimale.

Quando gli spruzzatori e/o le operazioni di idratazione, rivestimento, pulizia e rifilatura del nastro non sono ottimizzati, si sta esaurendo una preziosa risorsa naturale; inoltre, si possono incontrare molti altri problemi costosi, come:

  • Problemi di controllo della qualità
  • Tempi morti di produzione non programmati
  • Aumento della manutenzione
  • Aumento del consumo di costosi prodotti chimici ed elettricità

Per assicurarsi che il vostro sistema funzioni al massimo dell'efficienza e non sprechi acqua, iniziate con un controllo del vostro sistema di spruzzatura. Un controllo è in genere offerto gratuitamente e può richiedere diverse ore di lavoro.

La maggior parte degli esperti concorda sul fatto che, al fine di garantire che il mondo abbia abbastanza acqua sicura in futuro, è necessario agire - e in modo aggressivo! Per il bene delle generazioni future, è imperativo che la pratica della conservazione dell'acqua non sia vista come una distrazione senza importanza. Se volete saperne di più su come potete ridurre il consumo d'acqua nel vostro stabilimento, contattateci direttamente.