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Ottenere un’eccellente formazione del foglio e ridurre i consumi energetici con la Cassa d’Afflusso A.Celli

Impianti tissue chiavi in mano | Alessandro Dal Pino, 12 gennaio 2021

La cassa d’afflusso può essere considerata il vero e proprio cuore della macchina tissue, ovvero la componente che influenza maggiormente le caratteristiche del foglio che otterremo alla fine del processo produttivo. Quali sono quindi i requisiti indispensabili che deve avere una cassa d'afflusso per raggiungere un’eccellente formazione del foglio, riducendo al tempo stesso i consumi energetici?

Per raggiungere questi obiettivi, le funzioni principali che deve assolvere una cassa di afflusso sono:

  • Assicurare una distribuzione uniforme su tutta la larghezza della macchina della sospensione fibrosa, in modo che in ciascun punto della tela formatrice scorra sempre la medesima quantità d’impasto
  • Garantire che il getto fibroso atterri sulla tela formatrice in una zona ben precisa, con la giusta angolazione e con un definito differenziale di velocità rispetto alla tela formatrice stessa.
  • Evitare la formazione di correnti direzionali nella massa liquida, per impedire la generazione di disomogeneità fra le varie zone in senso trasversale rispetto alla direzione di macchina
  • Evitare la formazione di flocculi di fibre grazie ad una microturbolenza controllata

Detto questo, andiamo ad analizzare in che modo la qualità della cassa di afflusso può influire sui consumi energetici.

Cassa d’afflusso e consumi energetici

Per quanto riguarda la formazione del foglio, è innanzitutto importante sottolineare il rapporto esistente tra la densità dell’impasto e la formazione stessa. Nel caso in cui la densità delle fibre in sospensione sia elevata, ovvero in presenza di un impasto poco diluito, le fibre sono molto ravvicinate tra loro e tendono ad aggregarsi formando dei flocculi, incidendo quindi negativamente sulla qualità della formazione del foglio. 

2 - Fibres distribution

Per evitare questo inconveniente, la soluzione convenzionale è quella di aumentare la diluizione dell’impasto in entrata nella cassa di afflusso, al fine di diminuire la densità delle fibre e tenerle così separate tra loro. Questa opzione, però, comporta un aumento del flusso che la pompa di alimentazione deve fornire e questo, corrispondentemente, porta ad un maggiore consumo di energia, essendo la potenza di pompaggio direttamente proporzionale al flusso. 

Fortunatamente, esiste una soluzione alternativa: dotarsi di una cassa di afflusso in grado di sviluppare microturbolenze tali da evitare, o quanto meno limitare, la formazione di flocculi all’interno del flusso di alimentazione.

La cassa di afflusso idraulica A.Celli è stata progettata proprio per questo scopo: ottenere un’eccellente formazione del foglio a concentrazioni elevate e, al tempo stesso, ridurre i consumi energetici del processo produttivo.

Cassa d’afflusso e consumi energetici

Ciò che distingue la cassa di afflusso idraulica A.Celli dalle altre soluzioni presenti nel mercato risiede nell’ottimizzazione del design del fascio tubiero e nella costruzione della camera convergente.

Grazie all’utilizzo di tubi a tre sezioni di passaggio, ovvero partendo da una geometria circolare di piccolo diametro e terminando con una sezione rettangolare di maggiori dimensioni, sarà possibile ottenere la micro-dispersione delle fibre attraverso la rapida espansione della sezione di passaggio e, quindi, una copertura della sezione in uscita praticamente perfetta. La distanza tra due flussi in uscita dal fascio tubiero é, infatti, determinata solamente alla doppia parete formata da due tubi attigui. Questo design risulta la miglior soluzione dal punto di vista fluidodinamico, in quanto l’eliminazione di qualsiasi punto morto in cui le fibre possono stazionare e formare dei flocculi permetterà di ottenere una formazione del foglio della più alta qualità possibile.

Fascio tubiero

La ridotta altezza del fascio tubiero, inoltre, ha comportato una sensibile riduzione delle dimensioni della camera terminale, permettendo di avvicinarsi maggiormente alla tela di formazione e riducendo drasticamente la lunghezza libera del getto, con significativi miglioramenti per quanto riguarda la stabilità, la formazione del foglio e la separazione degli strati, oltre ad una riduzione dell’aria trascinata dalla convergenza tra tela e feltro.

Infine, nella cassa di afflusso A.Celli vengono impiegate delle lamelle, ancorate negli appositi spazi esistenti tra due file sovrapposte di ugelli, che hanno il compito di separare i diversi canali del fascio tubiero lungo la parte convergente della cassa di afflusso fino ad arrivare in prossimità del punto di rilascio del getto sulla tela formatrice. Lo scopo della creazione di questi canali convergenti è quello di ridurre la scala di turbolenza e di indurre nel flusso la microturbolenza necessaria a prevenire la formazione dei flocculi, e tutto questo grazie alla riduzione progressiva delle dimensioni dei canali man mano che il getto viene diretto verso la zona di formazione (a parità di velocità, infatti, un canale più stretto crea maggiore microturbolenza).

Macroturbolenza - formazione di scarsa qualità

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Microturbolenza - ottima formazione

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Risultati dei test

Sono stati eseguiti svariati test su macchine in produzione equipaggiate con cassa d’afflusso A.Celli, misurando contestualmente indice di formazione ed assorbimento della pompa di alimentazione. Dal punto di vista energetico i risultati ottenuti, riassunti nella tabella sottostante, mostrano un risparmio effettivo del 18% per una grammatura pari a 14,7 gsm.

ITA - risparmio energetico fan pump

Per quanto riguarda invece la formazione del foglio, questa è stata misurata utilizzando il Paprican Micro-Scanner. Ricordando che il metodo utilizzato assegna un indice proporzionale alla qualità della formazione ottenuta (maggiore il valore, migliore la formazione), non si sono osservate differenze sensibili aumentando la consistenza in cassa d’afflusso. Sono stati ottenuti, infatti, ottimi risultati sia sulle grammature pesanti (21 -23 gsm) sia, in particolare, sulle grammature più leggere (14 -15 gsm), mantenendosi su valori ben al di sopra delle prestazioni richieste dal cliente finale, che specificava un indice di formazione pari a 140 su entrambe le grammature.

Tabella indice formazione - ITA

Se il tuo obiettivo è quindi quello di ottenere un’ottima formazione del foglio e, al tempo stesso, ridurre i consumi relativi ad una componente altamente energivora qual’ è la pompa di alimentazione, non cercare oltre: la cassa di afflusso A.Celli è la soluzione che fa per te.

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