La sostenibilità è un tema di fondamentale importanza nell’industria moderna, e coinvolge oggi tutti i comparti economici. Anche le macchine dell’industria cartaria si devono pertanto adattare, cercando da un lato di ottimizzare l’utilizzo delle materie prime e dall’altro lato di ridurre l’impatto ambientale limitando il consumo di energia. Ma come funzionano, di preciso, le macchine per cartiere?
Come sono fatte le macchine per l’industria cartaria
Nella maggior parte dei casi si tratta di fourdrinier machine, basate sull’impiego di un nastro trasportatore che prende il nome di tela: in passato esso era composto da fili in bronzo, mentre adesso è formato da fibre sintetiche intrecciate le une con le altre. È in questo nastro trasportatore che si drena una sospensione di fibre, di solito di cellulosa di legno, per produrre il foglio di carta. Una volta che si è formato, il foglio umido viene compresso per effetto dell’azione di una pressa, in modo che l’acqua in eccesso possa essere eliminata; quindi arriva alla sezione riscaldata per l’essiccazione. Questa è costituita da una serie di cilindri, disposti a mo’ di serpentina, che sono riscaldati a vapore. Lo scopo è quello di eliminare i residui d’acqua ancora presenti. Dopodiché il foglio raggiunge la calandra, con la carta che, ormai asciutta, è sottoposta a compressioni significative per essere lisciata.
Le presse e i cuscinetti
La pressatura è, dunque, una fase essenziale nel funzionamento delle macchine per l’industria cartaria. Essa viene garantita da cilindri piuttosto larghi, attraverso i quali passa un intreccio di fibre umide in modo che lo stesso possa essere schiacciato ad alte pressioni, così da far uscire la maggiore quantità possibile di acqua. Dalle caratteristiche della pressatura, per altro, dipenderanno la capacità di assorbimento e il grado di ruvidezza della carta che sarà prodotta. D’altro canto, nel caso in cui la fase di eliminazione dell’acqua si dovesse rivelare non efficiente, l’essiccazione inevitabilmente comporterà un maggiore consumo di vapore, e quindi un dispendio di energia più elevato; inoltre le lavorazioni saranno meno rapide, e quindi i quantitativi prodotti saranno inferiori. I cuscinetti dei rulli delle presse sono componenti che meritano la massima attenzione: qualora si dovessero danneggiare, si avrebbe a che fare con un peggioramento della qualità della carta che renderebbe necessario il fermo macchina. I cuscinetti possono presentare problemi a causa di un’usura non uniforme o della mancata omogeneità delle sfere, ma anche per errori compiuti in fase di progettazione, di produzione e di installazione.
I tubi corrugati
Elementi fondamentali delle macchine per cartiere sono senza dubbio i tubi corrugati, che vengono realizzati attraverso l’avvolgimento di nastri in PTFE per poi essere rivestiti con la fibra di vetro. I tubi vengono corrugati su mandrino prima di essere sinterizzati in forno: una procedura che garantisce da un lato una flessibilità eccellente e dall’altro lato una consistente resistenza alla pressione. In virtù delle loro caratteristiche, i tubi corrugati sono ideali per le macchine per cartiere, in cui sono previsti cicli termici a frequenza elevata e temperature che possono raggiungere i 200 gradi.
La macchina continua
Per la produzione di fogli di carta si ricorre a quella che viene definita macchina continua, che è in grado di produrre fino a 100 chilometri di fogli all’ora, con una larghezza che può toccare i 10 metri. Questa macchina è dotata di una cassa di afflusso, all’interno della quale viene posto l’impasto destinato poi a venire distribuito su una rete in metallo, denominata tela di formazione, che favorisce la perdita di acqua consentendo il gocciolamento. Dopodiché il foglio passa, come si è visto, tra le presse, così da diventare più compatto e liscio.
Gli impasti
Le paste che più comunemente vengono impiegate per realizzare la carta sono ottenute dal legno degli alberi. Nel comparto dell’industria della carta, le piante che si usano di più a questo scopo sono le conifere, come la sequoia, il cipresso, l’abete e il pino, oppure le latifoglie, come il pioppo, la betulla, il faggio e l’eucalipto. Per produrre la carta è necessario rimuovere la lignina, che è una sostanza incrostante che, nel legno, è legata alle fibre di cellulosa. Nel caso in cui una pasta abbia una concentrazione di lignina elevata, con il passare del tempo si deteriora e diventa gialla.
Quali paste si usano?
I tronchi di legno privati della corteccia sono triturati fino a diventare piccoli pezzi, che prendono il nome di chips. Questi vengono sottoposti a un trattamento chimico a una temperatura compresa fra i 150 e i 180 gradi, che ha lo scopo di far sciogliere la lignina. Per un quintale di legno è possibile ottenere più o meno 50 chili di pasta, il che vuol dire che la resa è del 50%. Per la carta destinata a cartoni e riviste, invece, si usano le paste termomeccaniche, dove la lignina non viene eliminata ma solo ammorbidita.
