Il trattamento dei cicli di macchina in Cartiere del Garda

XXI corso di Tecnologia per Tecnici Cartari
edizione 2014/2015
Il trattamento
dei cicli di macchina
in Cartiere del Garda:
“trattamento biocida
a base di bromuro
d’ammonio”
di Lorenzi Fabiano
Scuola Interregionale
di tecnologia per tecnici Cartari
Istituto Salesiano «San Zeno» - Via Don Minzoni, 50 - 37138 Verona
www.sanzeno.org - [email protected]
INDICE
1. Cartiere del Garda
1.1. Cartiere del Garda e il suo territorio
1.2. La produzione di Cartiere del Garda
2. Concetti di base
2.1. Acqua
2.2. Chiusura dei cicli
2.3. Formazione batterica
3. Tipi di trattamenti
4. Innovazione dei trattamenti biocidi in Cartiere del Garda
5. Principi del trattamento a base di bromuro di ammonio
6. Lo sviluppo del metodo di trattamento dei cicli in Cartiere del Garda
6.1. L’aumento dei punti di dosaggio
6.2. Il controllo degli shock
6.3. Impiantistica
7. Controllo del trattamento
7.1. Controlli di laboratorio
7.2. Controlli on line
8. Risultati
9. Conclusioni
10. Bibliografia
Lorenzi Fabiano – Il trattamento dei cicli di macchina - 1
Lorenzi Fabiano – Il trattamento dei cicli di macchina - 2
1. CARTIERE DEL GARDA
1.1 CARTIERE DEL GARDA E IL SUO TERRITORIO
Cartiere del Garda, fondata nel 1956, comincia la sua attività produttiva nel 1958 quando la
cittadina di Riva del Garda (TN), situata a poche centinaia di metri dal Lago di Garda, non
aveva ancora conosciuto l’attuale boom turistico.
In questi ultimi decenni, l’urbanizzazione molto spinta ha interessato pesantemente
l’immediato entroterra della costa arrivando a inglobare completamente anche lo stabilimento
di Cartiere del Garda.
Inoltre la zona è caratterizzata da un forte sviluppo di attività turistico-ricreative che fungono
da polo di attrazione nei confronti di numerosi turisti italiani e stranieri.
Lorenzi Fabiano – Il trattamento dei cicli di macchina - 3
In questo particolare contesto Cartiere del Garda ha sviluppato la propria produzione di carte
patinate di alta qualità e nel 1997 fonda il Gruppo Lecta insieme alla francese Condat e alla
spagnola Torraspapel.
1.2 LA PRODUZIONE DI CARTIERE DEL GARDA
Lo Stabilimento, facendo riferimento ai dati del 2014, conta su un organico di 499 persone e
produce 356.164 (t) di carta patinata vendibile in 342 giorni di produzione a Ciclo Continuo
di cui l’80 (%) è in formato mentre il restante 20 (%) è in rotolo.
Prodotti
La sua categoria merceologica è quella delle carte patinate senza legno che si ripartiscono
sulla produzione totale come di seguito riportato:
• Carta matt (opaca), nelle grammature da 90 g/m² a 400 g/m² (non calandrata) per un 63 %
• Carta gloss (lucida), nelle grammature da 90 g/m² a 400 g/m² (super calandrata) per un 31%
• Carta opaca, “a volume”, nelle grammature da 90 g/m² a 250 g/m² per un 6%.
La carta patinata prodotta da Cartiere del Garda consiste in un nastro (detto supporto fibroso)
di fibra di cellulosa coperto da 1 a 4 strati di patina per lato.
La patina ha lo scopo di levigare e uniformare la superficie per ottenere dei risultati di stampa
notevolmente migliori rispetto a una carta non patinata.
La patina è una miscela di materiali inerti come carbonato di calcio e/o caolino (circa il 90%
in peso) e altri additivi come lattici sintetici, amidi, coloranti, addensanti e imbiancanti ottici.
Il processo è condotto in ambiente neutro-basico dovuto alla presenza del carbonato di calcio
che conferisce alla carta un’ottima resistenza all’invecchiamento causata dagli agenti acidi
presenti nell’aria.
Il prodotto è normalmente utilizzato per stampe di qualità, che devono durare nel tempo,
quindi il ciclo di vita del prodotto è dell’ordine di decine di anni. La nostra carta contiene
anche cellulose di recupero (dette “pre-consumer” cioè carta recuperata prima della stampa e
del consumo) da non confondere con la cosiddetta “carta da macero”.
Il processo produttivo
L’azienda è una cosiddetta “cartiera non integrata”, cioè un’azienda in cui la materia prima
fibrosa principale (la cellulosa) non viene prodotta in sito ma acquistata. Questa particolarità
rappresenta una grossa differenza in termini d’impatti ambientali e di gestione del processo
rispetto alle “cartiere integrate” Il processo produttivo vero e proprio è scomponibile in 4
operazioni unitarie:
Lorenzi Fabiano – Il trattamento dei cicli di macchina - 4
• Preparazione Impasti
Il processo produttivo inizia con la preparazione dell’impasto fibroso (preparazione impasti).
Per produrre un supporto fibroso di qualità elevata sono necessari diversi tipi di fibre
cellulosiche. In questa fase le varie essenze fibrose vengono lavorate e miscelate con acqua
in maniera opportuna, seguendo degli standard predefiniti a seconda della tipologia di
prodotto.
• Produzione del supporto fibroso
La miscela di fibre arriva alle “macchine continue” (così vengono chiamate le macchine che
producono il supporto fibroso) e qui viene trasformata in un nastro di carta con caratteristiche
predefinite quali spessore, peso, colore, opacità ecc., seguendo rigorosi standard di
produzione. Il nastro viene quindi arrotolato in “bobine madri” del peso di circa 14 tonnellate.
• Patinatura
Il nastro di supporto fibroso viene quindi patinato più volte (multistrato) utilizzando sia
macchine patinatrici in linea che fuori linea. La patinatura conferisce al nastro di cellulosa le
caratteristiche tecniche che la rendono adatta alle moderne macchine da stampa. La patina è
una sostanza composta da pigmenti (carbonato di calcio e caolino) e additivi, che ha lo scopo
di perfezionare e uniformare la superficie del nastro di carta. Le numerose miscele di patina
sono preparate in un centro altamente automatizzato chiamato Reparto Preparazione Patine,
dove i componenti vengono opportunamente dosati e miscelati tra loro.
• Finissaggio
Una volta ricevuta la patinatura, la carta passerà alla fase di calandratura (solo se destinata al
tipo lucido-gloss) e successivamente alle bobinatrici, mentre nel caso della carta di tipo opaco
(matt) andrà direttamente alle bobinatrici. Le bobinatrici hanno il compito di sezionare le
bobine “madri” in bobine di minori dimensioni, le cosiddette “figlie”, adatte sia alla
spedizione sia al taglio in fogli.
Il taglio in fogli è operato tramite macchine da taglio (“taglierine”) che, dotate di sofisticati
sistemi di controllo, garantiscono le dimensioni volute dal cliente. Il processo di allestimento
si conclude con l’imballo e il trasporto dei bancali ai magazzini di stoccaggio, in attesa di
essere spediti al cliente.
Lorenzi Fabiano – Il trattamento dei cicli di macchina - 5
Schema del processo principale (produzione carta patinata)
Lorenzi Fabiano – Il trattamento dei cicli di macchina - 6
2. CONCETTI DI BASE
L’aumento della sensibilità nei confronti dell’ambiente in cui viviamo e la necessità di
ottimizzare tutti gli aspetti economici ci sta portando verso una diminuzione dei consumi
energetici e di materie prime. La chiusura progressiva dei cicli di produzione genera alcuni
vantaggi tra cui: la riduzione dei consumi di acqua di processo, l’aumento del risparmio
energetico, la diminuzione della perdita di fini e di cariche, la diminuzione dei volumi da
trattare negli impianti di depurazione chimico-fisica e biologica.
Ci sono tuttavia anche degli svantaggi tra cui: aumento di concentrazioni di sali causanti
corrosioni, formazione di depositi e di incrostazioni di vario genere, aumento della
temperatura che crea un habitat ideale per la crescita e la proliferazione batterica.
La costante ricerca volta a massimizzare le prestazioni ci porta ad ottimizzare sempre nuovi
trattamenti per i cicli della macchina continua, per lo stoccaggio delle materia prime, per la
cucina patine e per le centrali cogenerative.
2.1 ACQUA
L’acqua è il mezzo che permette l’esistenza dell’intero processo produttivo e può essere
considerata una materia prima.
Cartiere del Garda è consapevole di utilizzare un bene prezioso per l’intera comunità e negli
ultimi anni ha intensificato gli sforzi tesi a minimizzare la quantità di acqua necessaria al
processo produttivo attestandosi nel 2014 a consumi specifici di 11 m³/t carta vendibile.
L’acqua che l’azienda utilizza a fini industriali è sottoposta a concessione e controllo da parte
delle autorità preposte, quest’acqua viene prelevata da cinque diversi pozzi situati all’interno
di Cartiere del Garda.
Lorenzi Fabiano – Il trattamento dei cicli di macchina - 7
Come evidenzia lo schema, la centrale termoelettrica Alto Garda Power richiede un ingente
fabbisogno di acque di raffreddamento per la produzione di energia, mentre la produzione di
carta utilizza una piccola quota di acque di pozzo (circa 10% del totale emunto) e riutilizza
una parte (circa il 50%) delle acque già utilizzate dalla centrale.
I prelievi idrici sono monitorati continuamente mediante misuratori di portata installati su
ogni linea di prelievo per assicurare all’azienda il rispetto dei limiti previsti dalla relativa
autorizzazione e per controllare i consumi.
All’interno dei reparti produttivi sono attivi circuiti e impianti di recupero e riutilizzo delle
acque di processo.
Gli utilizzi dei singoli reparti produttivi vengono monitorati continuamente per tenere sotto
controllo questo aspetto ambientale ed evidenziare consumi anomali.
2.2 CHIUSURA DEI CICLI
La diretta conseguenza della chiusura dei cicli è il riutilizzo delle acque prime e delle acque
seconde in macchina continua al posto dell’acqua fresca industriale che normalmente viene
approvvigionata da falde o da corsi d’acqua.
Tramite vari sistemi fisici o chimico-fisici (filtri, sedimentatori, flottatori, ecc) è possibile
infatti trattare una notevole massa d’acqua spingendone la chiarificazione e quindi andando a
recuperare le materie prime che fluiscono con essa.
Per questo motivo, la chiusura dei cicli, nella produzione della carta ha avuto come effetti
indesiderati l’aumento degli inquinanti tipici di cartiera quali cariche minerali, coloranti,
leganti, co-leganti, pigmenti di vario genere, amido e altri additivi di origine organica.
Per lo stesso motivo si è anche riscontrato un incremento della temperatura media delle acque
di processo, (32” Tm ”37) °C.
Lorenzi Fabiano – Il trattamento dei cicli di macchina - 8
La concomitanza di talune sostanze organiche come l’amido e di temperature elevate sono le
condizioni ambientali ideali per scatenare una incontrollata proliferazione microbica.
Pertanto la capacità di mantenere un buon controllo microbiologico nei circuiti di processo è
di fondamentale importanza per contenere:
le rotture in macchina, che generano un sostanziale decremento delle capacità produttive
i difetti sul supporto come buchi o macchie (diminuzione efficienze in patinatrice on e
off-line)
la riduzione dell’operatività e durata delle tele di formazione e dei feltri
la corrosione e l’intasamento di tubazioni e filtri di vario genere
la scomposizione dell’amido in zuccheri per via enzimatica, con la conseguente perdita
di viscosità e abbassamento del pH (ciò determina una minore ritenzione e caratteristiche
meccaniche)
il degrado delle catene polimeriche (PVA, CMC, lattici)
il cattivo odore e ammuffimento del prodotto finito
il cambiamento delle proprietà fisiche dello slurry (pH, colore, viscosità)
2.3 FORMAZIONI BATTERICHE
Nelle condizioni ideali appena descritte la crescita batterica è sempre favorita, tuttavia si può
evidenziare che spesso nella realtà ci sono parti di impianto che non vengono contaminate e
queste di solito hanno delle caratteristiche in comune:
elevata pressione
grande velocità di flusso
elevata turbolenza
temperature estreme
pH estremi
Lo stile di vita dei microorganismi ne determina una prima macro suddivisione:
planctonici che nuotano e galleggiano nell’acqua
sessili che tendono a formare colonie ancorate alle superfici, tenute insieme da una
sostanza gelatinosa detta limo
I principali agenti contaminanti presenti in cartiera si possono suddividere in:
1. batteri (unicellulari e filamentosi/aerobi-anaerobi)
2. funghi (lieviti e muffe)
3. alghe
Lorenzi Fabiano – Il trattamento dei cicli di macchina - 9
La crescita batterica è rappresentabile con il seguente grafico:
Dopo una prima fase di acclimatazione vi è una seconda fase di crescita rapida con uno
sviluppo logaritmico della popolazione.
La terza fase è di stabilità o di regime stazionario in cui tanti batteri muoiono quanti nascono.
La quarta ed ultima fase è di decadimento e porta ad una decrescita della popolazione.
Le forme batteriche anaerobiche sono strettamente legate alle aerobiche, le quali morendo ne
diventano il principale nutrimento, esistono anche i batteri facoltativi, che hanno la capacità
di sopravvivere in entrambe le condizioni.
La tipica difettosità che il cartaio incontra durante il processo produttivo è generata dal
distaccamento di porzioni del biofilm batterico.
Per descrivere meglio come e quando tale attività crei problemi nella fase di produzione della
carta, vengono definite 4 fasi:
x
Nucleazione
adesione di batteri alle pareti degli impianti (tine, tubazioni)
Lorenzi Fabiano – Il trattamento dei cicli di macchina - 10
x
Formazione
stabilizzazione di nuclei batterici con formazione di una sostanza gelatinosa, detta gel, per
protezione dagli agenti inibizzanti (biocidi)
x
Crescita
la colonia batterica protetta procede nella propria crescita
x
Maturazione
1. la parte del deposito più esterno viene stressata dai flussi (energia chimica < energia
idrodinamica), con conseguenti distacchi
2. gli strati più interni, non ossigenati, favoriscono la formazione di batteri anaerobi,
producenti gas e quindi facilitando ulteriori distacchi dalla parete.
Lorenzi Fabiano – Il trattamento dei cicli di macchina - 11
3. TIPI DI TRATTAMENTI
Il tipico sistema per contrastare la crescita microbiologica è quello di fare ricorso all’impiego
dei biocidi.
Questi sono dei preparati contenenti uno o più principi attivi in grado di bloccare l’attività
microbiologica prima o nel momento della nucleazione cioè quando i batteri non sono ancora
in grado di arrecare danno ai cicli di macchina.
I biocidi interferiscono:
con la respirazione, cambiano la permeabilità della parete cellulare con il risultato di
spaccare la cellula
con le reazioni chimiche esoenergetiche che trasformano il cibo (glucosio) in energia
disponibile (ATP e analoghi composti tri-fosfato sono i principali trasportatori di energia),
con la sintesi proteica.
I trattamenti ad azione biocida che vengono effettuati in macchina continua sono
particolarmente complessi.
Nella messa in opera di questi trattamenti serve tenere in considerazione:
La selezione del biocida o del “mix biocida”
La determinazione del consumo di biocida
I punti di dosaggio
La modalità di dosaggio
Le modalità di esecuzione degli shock (o dosaggi in continuo).
I prodotti impiegati sono suddivisi in tre classi:
1. biocidi non ossidanti
2. biocidi ossidanti
3. disperdenti/biodisperdenti.
Per ogni realtà produttiva si svilupperanno sistemi semplici o combinati in modo tale da
ottenere il risultato migliore al costo minore con lo sviluppo e gli adattamenti dei sistemi
proposti dai fornitori.
Lorenzi Fabiano – Il trattamento dei cicli di macchina - 12
4. INNOVAZIONE DEI TRATTAMENTI BIOCIDI
IN CARTIERE DEL GARDA
A partire dall’inizio del 2004, in Cartiere del Garda, si è stabilito di abbandonare la
consolidata piattaforma di trattamento dei cicli delle macchine continue basata su biocidi
organici e contenenti, come principi attivi, opportune quantità di tiocianato-metil-tio-benzotiazolo e di metilen-bis-tiocianato.
La decisione scaturiva principalmente dalla volontà dell’Azienda di ottenere la certificazione
EMAS unitamente al fatto che, con il recepimento della nuova Direttiva Europea 98/8/EC, i
suddetti principi attivi erano stati catalogati tra i prodotti “molto tossici” e quindi sarebbero
stati tolti dal mercato.
La prestazione tecnica del trattamento a base di biocidi organici era considerata adeguata
poiché questa tipologia di biocidi offriva effettivamente un ampio spettro di copertura sia nei
confronti di batteri fungini che filamentosi e questo era sufficiente a garantire alle macchine
continue un periodo superiore alle 2 settimane di produzione prima di dover effettuare un
“boil-out” sui cicli.
Lo schema di dosaggio, che era molto semplificato e si era consolidato negli anni, prevedeva
sostanzialmente di trattare il circuito di stoccaggio dei fogliacci spappolati e le tine di
macchina di ambedue le macchine continue per un totale complessivo di tre punti di iniezione.
In questo panorama produttivo non venivano contemplate esigenze di maggiore durata tra un
“boil-out” e l’altro perché la cadenza bisettimanale si sposava bene con altre esigenze
produttive quali ad esempio la sostituzione di manufatti o i cambi di programma.
La situazione dei cicli era stata opportunamente fotografata eseguendo degli screening
accurati che hanno prodotto una serie di risultati così riassumibili.
1. I pozzi da cui venivano prelevate le acque industriali avevano un discreto carico di batteri
filamentosi di varie specie che riuscivano a sopravvivere al processo ossidativo di clorobrominazione delle acque pur misurando un valore di residuo di cloro costantemente
attorno a 0,2 mg/l e con un perfetto rapporto stechiometrico tra ipoclorito e bromo.
Questa era la ragione principale del deterioramento di tutti gli additivi organici (amido e
poliacrilammidi) che venivano diluiti con acqua industriale e successivamente stoccati
ma anche della spiccata crescita di limo in tutte quelle zone degli impianti in cui l’acqua
fresca andava in contatto con ambienti saturi di aerosol contenenti sostanze organiche
derivanti dai cicli di macchina (ad esempio canne degli spruzzi sotto tela).
2. La popolazione microbiologica dei cicli di macchina, sulla base delle analisi al
microscopio, del potenziale RedOx, delle conte microbiologiche risultava abbastanza
Lorenzi Fabiano – Il trattamento dei cicli di macchina - 13
omogenea, con una leggera prevalenza a livello dei circuiti secondari come quelli dei
recuperatori di fibra (nel nostro caso dei flottatori esterni ai reparti). I cicli della macchina
continua n°3 risultavano comunque leggermente più inquinati di quelli della macchina
continua n°2.
3. Per quanto riguardava i batteri Solfato-Riducenti e Anaerobici Totali si rilevava:
a) presenza di batteri unicellulari, presenza di frammenti di batteri filamentosi e di limo
da essi derivante,
b) un ambiente moderatamente riducente con valori che potevano oscillare da +3 mV a
-30 mV,
c) una totale assenza di solfiti, che possono danneggiare molti dei principi attivi di
biocidi.
Questo quadro operativo era così rappresentato:
Campione
Broke
Vasca1500mc
Vasca30mc
PM2
TinaMix
TinaMacchina
Cassad'Afflusso
AcquePrime
Acqueseconde
RecuperatoreFibre
Acquachiarificata
PM3
TinaMix
TinaMacchina
Cassad'Afflusso
AcquePrime
Acqueseconde
RecuperatoreFibre
Acquachiarificata
Gradod'infezione
ATP(RLU)
(min)
(max)
55.000
130.000
46.000
133.000
(min)
(max)
65.000
99.000
60.000
100.000
55.000
142.000
54.000
125.000
54.000
120.000
54.000
130.000
53.000
79.000
(min)
(max)
75.000
115.000
73.000
123.000
62.000
85.000
61.000
86.000
61.000
88.000
59.000
140.000
51.000
82.000
BatteriAerobici
(min)
(max)
1,00E+05
1,00E+06
1,00E+05
1,00E+06
(min)
(max)
1,00E+05
1,00E+05
1,00E+05
1,00E+05
1,00E+05
1,00E+05
1,00E+04
1,00E+05
(min)
(max)
1,00E+05
1,00E+05
1,00E+05
1,00E+05
1,00E+05
1,00E+04
1,00E+05
1,00E+04
1,00E+05
Lorenzi Fabiano – Il trattamento dei cicli di macchina - 14
In particolare le misure di ATP mostravano una certa variabilità che era legata al periodo
stagionale ma anche al periodo di tempo intercorso dall’ultimo “boil-out” quindi era possibile
trovare valori anche prossimi a 140.000 (rlu).
A seguito di una lunga serie di test di laboratorio e semi industriali si è deciso di partire con
un trattamento ossidante a basso impatto ambientale ottenuto mediante miscelazione
opportuna di ipoclorito di sodio e sale di ammonio in modo da ottenere un prodotto di reazione
meglio conosciuto come cloro-ammina.
Il nuovo trattamento si è subito dimostrato una valida alternativa al vecchio sistema con i
biocidi organici e, almeno inizialmente, non mostrava la necessità di grossi affinamenti
neppure dal punto di vista dello schema di dosaggio che era rimasto praticamente invariato.
Infatti si continuava a trattare il circuito di stoccaggio dei fogliacci spappolati e le tine di
macchina di ambedue le macchine continue.
Lorenzi Fabiano – Il trattamento dei cicli di macchina - 15
5. PRINCIPI DEL TRATTAMENTO BIOCIDA
A BASE DI BROMURO DI AMMONIO
La tecnologia basata sulla miscela di bromuro di ammonio ed ipoclorito di sodio fu brevettata
da Barak nel 1999; la sua applicazione nell’ambito dei cicli di macchina dell’industria della
carta fu proposta nel 2003 da Davis e Casini e nel 2007 brevettata da Singelton ed altri.
Il biocida al bromuro d’ammonio, detto anche BAC (bromide activated chlorammine) è una
cloroammina primaria (R-NH2Cl) attivata al bromo (R=Br).
Si tratta di una tecnologia basata sulla miscelazione stechiometrica di bromuro di ammonio
(NH4Br) con ipoclorito di sodio (NaOCl)
NH4Br + NaOCl
[Br ժ (NH2Cl)] + Na + + H2O
Il procedimento secondo il brevetto, prevede la miscelazione dei due componenti: NaOCl con
NH4Br fortemente diluiti, perché sviluppano una reazione esotermica molto violenta.
La reazione dovrà avere un rapporto molare 1:1.
Il pH di reazione va controllato in un intervallo compreso tra 9,5 e 10,2.
Lorenzi Fabiano – Il trattamento dei cicli di macchina - 16
La cloroammina che si ottiene è un debole ossidante e pertanto non viene consumato dai
composti organici quindi, al contrario degli ossidanti forti non reagisce formando i tipici
gruppi alogeni AOX.
Inoltre, poiché non reagisce con i composti organici, non viene neppure consumata da essi e
pertanto rimane completamente disponibile a ossidare selettivamente i batteri.
Lorenzi Fabiano – Il trattamento dei cicli di macchina - 17
6. LO SVILUPPO DEL METODO DI TRATTARE I CICLI
IN CARTIERE DEL GARDA
6.1 L’AUMENTO DEI PUNTI DI DOSAGGIO
Sulla base delle criticità mostrate dalle analisi eseguite sulle acque fresche industriali, in cui
si era riscontrato un carico batterico preoccupante, fu abbastanza intuitivo cercare di
migliorare la prestazione globale del trattamento introducendo proprio su questo circuito un
nuovo punto di iniezione. Pertanto in aggiunta allo storico trattamento di cloro-brominazione
che veniva effettuato in uscita ai pozzi e prima dei condensatori della Centrale Termoelettrica
si è provveduto ad eseguire un trattamento addizionale direttamente sulle tubazioni delle
acque fresche industriali impiegate per alimentare i reparti produttivi.
L’obiettivo era quello di proteggere meglio le utenze dedicate alle macchine continue e il
risultato fu subito visibile soprattutto in corrispondenza alle canne degli spruzzi sotto tela che
subito si erano pulite dai tipici pendagli dovuti al limo prodotto da colonie batteriche.
Ma il beneficio migliore si è ottenuto proprio sui cicli di macchina che da sempre avevano
subito forti variazioni stagionali legate al livello delle acque nei pozzi e che grazie a questo
specifico trattamento hanno invece recuperato una migliore stabilità temporale.
Complessivamente la situazione degli ATP era così rappresentata:
Lorenzi Fabiano – Il trattamento dei cicli di macchina - 18
L’aspetto più interessante era la correlazione diretta tra l’andamento dei valori di ATP del
circuito fogliacci e quello della cassa d’afflusso della macchina 2, un comportamento simile
era visibile anche sulla macchina 3.
Un altro aspetto importante è che normalmente il “boil-out” che veniva effettuato con soda e
con l’ausilio di un disperdente organico non garantiva una durata della pulizia del ciclo, in
termini di ATP bassi, per più di 36 h poi si assisteva ad una ripresa che nell’arco di pochi
giorni si posizionava a valori dipendenti da fattori che non riuscivamo realmente a gestire.
I numerosi tentativi fatti per smorzare le variazioni degli ATP agendo unicamente sul
quantitativo di dosaggio del biocida non hanno mai dato alcun risultato apprezzabile e quindi
questa strada è stata abbandonata.
Tipicamente le fermate di stabilimento avvenivano senza poter svuotare i circuiti dei fogliacci
e normalmente durante gli avviamenti si assisteva ad un repentino aumento degli ATP
nonostante le pulizie effettuate e nonostante i fogliacci venissero trattati direttamente nelle
torri di stoccaggio mediante opportune additivazioni di biocida.
Si decise quindi di spostare il punto di iniezione dedicato al circuito dei fogliacci in maniera
da trattare anche la torre principale di stoccaggio da 1500 m³ con l’obiettivo di controllare
con più efficacia un circuito di pasta densa che aveva tempi di residenza medio lunghi
(superiori alle 6 ore) e un carico di materiale organico solubile veramente elevato (il valore
medio di COD risultava superiore agli 800 ppm).
Come visto per il trattamento delle acque fresche industriali anche quest’ulteriore
spostamento dei punti di dosaggio contribuì notevolmente a dare stabilità agli ATP dei cicli
delle macchine continue.
In buona sostanza l’esperienza fatta in Cartiere del Garda porta a privilegiare un trattamento
molto frazionato con punti di dosaggio che vengono scelti in maniera da iniettare il BAC su
circuiti anche in posizioni molto lontane dalle macchine continue.
L’idea di base, che si è evoluta negli anni, è stata di trattare in maniera diffusa ed efficace
quasi tutti i circuiti che alimentano le macchine continue in modo da garantire valori di ATP
molto bassi e stabili nel tempo che hanno come ricaduta positiva quella di non dover mai
spingere troppo il trattamento dei cicli di macchina.
Il frazionamento dei punti di dosaggio ha portato nei nostri cicli all’assetto finale illustrato di
seguito:
Lorenzi Fabiano – Il trattamento dei cicli di macchina - 19
Acque fresche industriali
Il punto di dosaggio è a pelo libero sul livello
dell’acqua che una volta passata dai
condensatori della centrale termoelettrica
viene immagazzinata in una vasca pronta ad
essere impiegata nel processo produttivo
Sotto tela MC2
Il punto di dosaggio si trova alla fine del canale
che convoglia le acque drenate dalla tela nel
silos di stoccaggio.
Lorenzi Fabiano – Il trattamento dei cicli di macchina - 20
Sotto tela MC3
Il punto di dosaggio si trova alla fine del canale
che convoglia le acque drenate dalla tela nel
silos di stoccaggio.
Fogliacci
Il punto di dosaggio si trova nelle tubazioni di
collegamento tra la torre di stoccaggio intermedia
dei fogliacci (la torre 500 m³) e la tina di dosaggio
sulle macchine.
A sinistra entrata vista dall’esterno a destra il
flussaggio interno (ottimo punto per la
miscelazione)
Acque chiarite
Il punto di dosaggio è a pelo libero sul livello
dell’acqua.
Lorenzi Fabiano – Il trattamento dei cicli di macchina - 21
Filtro Algas
Nella zona aperta sud dello stesso.
6.2 IL CONTROLLO DEGLI SHOCK
Questo trattamento nasce e, ancora oggi viene normalmente implementato, con un concetto
di dosaggio a shock
Di seguito viene riportato un grafico che rappresenta la tipica forma di uno shock di dosaggio
in cui è ben visibile l’andamento della concentrazione di biocida in funzione del tempo con
la concentrazione di soglia ideale.
L’esperienza maturata in Cartiere del Garda suggerisce di prestare grande attenzione al tempo
che trascorre tra uno shock e il successivo poiché questa variabile influisce in maniera
rilevante sul risultato complessivo del trattamento.
Questo intervallo di tempo che si calcola a partire da quando l’impianto va in modalità off
(fine dosaggio) a quando l’impianto riparte prevede che il trattamento trascorra un certo
periodo di tempo sotto il valore di soglia.
Il che significa che possono instaurarsi delle condizioni favorevoli alla riproduzione batterica
tipicamente misurabile con un aumento localizzato di ATP, se si tenta di contenere il
Lorenzi Fabiano – Il trattamento dei cicli di macchina - 22
fenomeno con aumenti anche spinti di dosaggio e quindi di concentrazione di biocida non si
riesce comunque a garantire il beneficio atteso.
Viceversa se si mantiene il dosaggio ma si riduce il tempo di off dell’impianto quasi sempre
si nota un’apprezzabile beneficio misurabile con una diminuzione localizzata di ATP.
Qualora si rendesse necessario correggere un aumento di ATP elevato (superiore a 50000 rlu),
in questo caso è bene valutare un aumento anche del tempo di dosaggio in maniera tale da
prolungare anche la durata dello shock stesso.
Quando i punti di dosaggio del biocida che vengono posizionati su linee lontane dal ciclo di
testa-macchina raggiungono un corretto bilanciamento del trattamento si può raggiungere una
condizione particolarmente vantaggiosa che permette di avere un residuo di BAC sempre
maggiore di zero.
Se ciò avviene si può idealmente pensare che il trattamento addizionale eseguito sul ciclo di
testa-macchina sposti la curva degli shock da 1 a 2 come mostrato nella figura successiva:
Pertanto rispettando le stesse modalità di dosaggio in termini di tempo e in termini di volume
di BAC dosato (t1= t2 ;V1=V2) si raggiungeranno due concentrazioni finali di BAC diverse in
cui
C2,f > C1,f
Tuttavia non volendo raggiungere valori diversi delle due concentrazioni finali sarà possibile
lavorare sia sul tempo di dosaggio sia sul volume dosato come riportato nella figura
successiva:
Lorenzi Fabiano – Il trattamento dei cicli di macchina - 23
Quanto appena riportato è una semplice descrizione di come si può pensare di modificare sia
il quantitativo che la frequenza dello shock di BAC iniettato nel ciclo di testa-macchina in
maniera da sfruttare al meglio le sinergie che derivano da un ottimo trattamento eseguito a
monte.
Il ciclo di testa macchina è bene che non raggiunga mai concentrazioni eccessive di BAC
poiché sono proprio le cloro-ammine ad essere imputate per fenomeni di corrosione che
possono instaurarsi in alcune zone delle seccherie di macchina a causa di tasche di umidità
scarsamente ventilate.
Risulta chiaro l’interesse che ci sarebbe nel poter misurare in maniera quantitativa e mediante
strumentazione in linea il reale andamento di concentrazione della mono-cloro-ammina
durante lo shock per poter realmente misurare l’efficacia del trattamento.
Infatti la misura della mono-cloro-ammina libera ci dice anche quanto consuma il sistema a
parità di dosaggio come si può vedere confrontando le due figure ottenute misurando proprio
la mono-cloro-ammina quando il sistema è pulito:
Quando invece il sistema presenta dei problemi di sporcamento:
Lorenzi Fabiano – Il trattamento dei cicli di macchina - 24
Una simile tecnica non è al momento disponibile ma si può ovviare mediante misure puntuali
di laboratorio anche se non è possibile pensare di sostenere frequenze così elevate da garantire
simili dettagli.
6.3 IMPIANTISTICA
L’impianto di preparazione del prodotto è collocato sullo stesso livello delle due continue
(vedi figura successiva).
La preparazione del biocida consiste nella miscelazione di NH4Br con NaOCl fortemente
diluiti in acqua addolcita per la salvaguardia dell’impianto (incrostazioni, intasamenti).
Lorenzi Fabiano – Il trattamento dei cicli di macchina - 25
Sono presenti tre vasche di stoccaggio, necessarie per gestire il trattamento:
vasca per l’acqua addolcita
vasca per il bromuro di ammonio
vasca dell’ipoclorito di sodio
Il primo step è l’addolcimento delle acque prelevate dai pozzi, in entrata è presente un filtro,
un contenitore per il sale e due colonne a scambio ionico intercambiabili.
Miscelazione e distribuzione sono gestite in tre linee: “Big Unit, New Unit, Small Unit”.
Lorenzi Fabiano – Il trattamento dei cicli di macchina - 26
Queste dosano in punti diversi dei cicli di macchina.
Le tre linee sono strutturalmente identiche, l’unica differenza sono le portate e di conseguenza
il dimensionamento delle pompe (acqua, bromuro, ipoclorito).
Il cervello del sistema automatizzato è il PLC; il cuore sono le pompe dell’acqua, del bromuro
e dell’ipoclorito
L’acqua addolcita passa attraverso due valvole a spillo, con la funzione di misurarne la
quantità utilizzata; a seguire entrano nei due percorsi distinti il bromuro d’ammonio e
l’ipoclorito di sodio.
Lorenzi Fabiano – Il trattamento dei cicli di macchina - 27
I due flussometri trasparenti evidenziano il corretto funzionamento.
Nel momento in cui si effettua la preparazione il dosaggio dell’acqua deve restare tra i due
riferimenti giallo/arancio che segnano le tolleranze massime e minime di portata
A seconda della linea (new, big, small) saranno riportate le caratteristiche scale di misura in
l/h (1000 per la new, 1000 per la big, 300 per la small).
Seguendo le tubazioni nella direzione di flusso si troverà l’entrata dei due reagenti (bromuro
ed ipoclorito), per poi arrivare alla vaschetta di miscelazione.
Successivamente si passa nella sonda di misura del pH inserita che restituisce in tempo reale
(pannello di controllo o interfaccia) il valore effettivo.
Lorenzi Fabiano – Il trattamento dei cicli di macchina - 28
La soluzione così preparata arriva alle valvole pneumatiche, che in base alla programmazione
del PLC si apriranno per trattare i punti di dosaggio desiderati. Su cielo delle valvole sono
presenti dei piccoli galleggianti interni con terminale di colore rosso che sollevandosi
mostrerà nell’immediato quale di esse sia aperta.
Altra parte strumentale sono le colonne di controllo.
Collegate rispettivamente alle due valvole a spillo, di ipoclorito e bromuro che servono per
monitorare la taratura dell’impianto e sono installate in ogni linea di trattamento (New-BigSmall Unit).
PLC
Lorenzi Fabiano – Il trattamento dei cicli di macchina - 29
Il PLC è definito come il controllore a logica programmabile (programmazione gestita a
blocchi).
Qui sono automatizzati i funzionamenti di pompe, valvole, controlli.
Nella figura di destra si vede la parte posteriore del pannello di controllo di una delle tre linee
di trattamento (nello specifico quella del New Unit).
Pannello di controllo
Si tratta dell’interfaccia con l’operatore.
Partendo dal basso si trova l’interruttore della tensione generale della linea in questione; le
tre luci verdi indicano il corretto funzionamento delle tre sotto-linee gestite nel caso specifico
dal New Unit; la luce rossa se accesa indica la presenza di allarmi; il quarto registra e mostra
il pH misurato dalla sonda on line, l’apparecchio potrebbe, con una modifica impiantistica,
rilevare anche redox e temperatura; l’ultima è l’interfaccia: la parte più importante per la
gestione di tutto il sistema.
L’interfaccia utente è costituita da più schermate ognuna delle quali consente il controllo e la
programmazione dell’impianto.
Lorenzi Fabiano – Il trattamento dei cicli di macchina - 30
Questa è lo schema sintetico dell’impianto. In alto a sinistra si osserva la portata di acqua
(1300 l/h; la portata massima della pompa si evidenziata in un altra schermata ed è di 2230
l/h, che è considerato il 100 %); sotto la portata effettiva (istantaneamente 1289 l/h); a lato il
segmento impiantistico non operativo (OPER 002) e le tempistiche di fermata (BREAK:
durata e minuti passati dello step); in alto a destra il segmento operativo (in questo caso il
numero 1); in basso a destra il pH massimo e quello registrato dal pHmetro on line; il corpo
centrale è una schematizzazione dell’impianto: pompa dell’acqua, pompa del bromuro di
ammonio (nome commerciale SpectrumTM XD3899), pompa dell’ipoclorito di sodio(HYPO);
per ultime valvole e flussometri dei segmenti di trattamento della linea.
Quando si vedono di colore nero, come ad esempio la pompa dell’acqua, sono attivi, invece
se in trasparenza, come le altre due pompe, sono momentaneamente non attive.
A sinistra si vedono quali linee sono attive, la
durata del trattamento (“Set”) e, se in
funzionamento, da quanto sono state attivate
(“Act”); a destra il corrispettivo break: “Set”
indica la durata impostata del break, mentre
“Act” da quanto è iniziata la sosta, come nella
schermata precedente.
Sono presenti altre pagine di interfaccia che
permettono di leggere la durata giornaliera del
trattamento per ogni singolo segmento della linea.
Il dosaggio dell’acqua per via precauzionale anticipa e posticipa quello del bromuro e
dell’ipoclorito: in una schermata si vede quanti minuti prima e dopo si attiva e disattiva la
portata dell’acqua sulle diverse linee.
Lorenzi Fabiano – Il trattamento dei cicli di macchina - 31
Due schermate per il controllo e le emergenze per la portata d’acqua e del pH; una per il
controllo della portata minima della pompa dell’ipoclorito per non creare pulsazioni, visto
che tale prodotto tende a creare bolle d’aria nel flussaggio a moto variabile in tubi
Queste sono le principali pagine di lettura e di gestione a disposizione del tecnico dell’azienda
fornitrice o di pochi operatori interni.
Lorenzi Fabiano – Il trattamento dei cicli di macchina - 32
7. CONTROLLO DEL TRATTAMENTO
7.1 CONTROLLI DI LABORATORIO
La gestione dell’impianto è affidata alla ditta Ecoverde che lo segue con un tecnico
specializzato settimanalmente.
L’apparecchiatura è predisposta per essere controllata anche in remoto con la possibilità di
leggere e modificare i dati di immissione della miscela antibatterica anche se non presenti nel
sito produttivo, tuttavia non viene utilizzata poiché la presenza in Stabilimento è sempre
abbinata a misure sui cicli.
Le analisi sono eseguite nel laboratorio interno al reparto di fabbricazione dall’operatore della
ditta Ecoverde Spa.
Sulle acque in entrata prima dell’addolcitore viene fatta una misurazione dell’ATP mediante
un metodo colorimetrico in cui se la colorazione dell’acqua vira verso un verde militare non
sussiste alcun problema, se invece vira verso un rossastro si deve approfondire il test.
In questo caso si farà una titolazione specifica per poi passare alla misurazione dei fosfati
presenti in cui si incuba una certa quantità di acqua per un’ora a 100 °C, misurandone di
seguito la differenza di peso.
Le misure che riguardano il controllo del biocida si possono suddividere idealmente in dirette
ed indirette e vengono effettuate con normali strumenti da campo opportunamente tarati.
Lorenzi Fabiano – Il trattamento dei cicli di macchina - 33
Per dirette si intendono le misurazioni effettuate sul campione di cloroammina attivata al
bromo prelevato dalle tre le linee:
titolo (concentrazione)
stabilità
pH
Il titolo viene fatto anche sull’ipoclorito e serve come controllo del reagente al fine di
mantenere gli equilibri stechiometrici fondamentali per garantire la reazione di formazione
della cloro-ammina.
La stabilità alla decadenza richiesta alla cloro-ammina è di minimo 25-30 minuti.
In questo intervallo di tempo il pH deve rimanere stabile, in caso contrario si osserva la
formazione di piccole bolle che aumentano in concentrazione e dimensione con il trascorrere
dei minuti mentre la colorazione della soluzione vira verso l’arancione.
Per prove indirette si intendono tutte quelle misure eseguite sui campioni prelevati dai cicli
che nel caso di Cartiere del Garda sono i seguenti:
acque prime sottotela MC3
prelievo fisicamente situato sotto il duoformer
Lorenzi Fabiano – Il trattamento dei cicli di macchina - 34
acque prime sottotela MC2
subito dopo la cassa d’afflusso tubo nero
acque fresche (troppo pieno )
nel livello sotto le continue verso nord all’uscita della
pompa che rimanda le acque nel ciclo produttivo
fogliacci
in una delle due tine intermedie dei fogliacci dietro la
cassa di afflusso di MC3.
Su questi campioni vengo effettuate le seguenti prove:
pH
parametro importante per monitorare la “vitalità” del trattamento
Redox (potenziale di ossido riduzione)
indica la presenza nelle acque del biocida, il quale pur essendo un debole ossidante,
tende comunque a far aumentare questo parametro di controllo. I valori accettati sono
tra 150-250 mV, se più bassi si ricercano eventuali problemi nel dosaggio del prodotto.
Conducibilità
mostra le sostanze libere con proprietà elettriche nella sospensione prelevata; quindi
tenderà a seguire l’andamento di redox e Cltot.
ATP
valore che indica l’attività batterica espressa in [rlu]; questa molecola è il nucleotide
(molecola composta da un gruppo fosfato, uno zucchero con 5 atomi di carbonio e da una
base azotata) che fornisce la principale fonte d’energia per il metabolismo cellulare
(glicolisi-respirazione)
Lorenzi Fabiano – Il trattamento dei cicli di macchina - 35
Cltot
questo parametro mostra una misura quantitativa del trattamento: maggiore è il suo
valore, maggiore sarà la quantità di biocida utilizzato. In base all’esperienza nelle diverse
cartiere si mantengono valori molto diversi.
“controllo visivo”:
si ricorre fisicamente ad osservazioni macroscopiche di tubi trasparenti in materiale
polimerico per avere una prima rapida indicazione della pulizia dell’impianto (torbidità,
incrostazioni).
7.2 CONTROLLI ON LINE
Con l’esperienza si è cercato di elaborare un sistema automatico per il controllo on line
dell’andamento del trattamento e in particolare si è deciso di inserire nei cicli un misuratore
di Redox, uno di conducibilità e uno di pH.
I segnali provenienti da questi misuratori sono disponibili nel DCS dov’è possibile
monitorarne l’andamento nel tempo.
Ogni misuratore lavora alternativamente su due diversi ambienti di controllo che sono il sottotela della macchina continua n. 3 e il circuito delle acque chiarite.
Questo sistema si è rivelato molto utile per tenere sotto controllo l’efficacia del trattamento e
nel caso ci siano delle anomalie ci permette di effettuare delle correzioni sui dosaggi o sulle
frequenze degli shock nei diversi punti.
In questo modo si evita quasi completamente di rimanere scoperti per periodi troppo lunghi
andando così a sporcare in maniera irreparabile i circuiti delle due macchine continue.
Nella figura successiva si riporta un classico esempio in cui la misura del Redox on line, che
è la più sensibile ad eventuali anomalie nel trattamento, mostra una situazione perfetta sia nel
sotto-tela che nelle acque chiarite, infatti sia il sotto-tela che le acque chiarite hanno valori di
Redox misurati stabili nel tempo e con ampiezze di lettura abbastanza costanti.
Lorenzi Fabiano – Il trattamento dei cicli di macchina - 36
Redox Acque Chiarite
stabile
Redox Sotto-tela
stabile
Lorenzi Fabiano – Il trattamento dei cicli di macchina - 37
Al contrario, nella figura successiva si riporta un esempio in cui il sotto-tela presenta valori di Redox
stabili nel tempo mentre le acque chiarite presentano un comportamento del Redox estremamente
nervoso, tipico di quando il carico batterico è elevato e tende a sottrarre velocemente il BAC.
Redox Acque Chiarite
instabile
Lorenzi Fabiano – Il trattamento dei cicli di macchina - 38
8. RISULTATI
Dal 2011 a questa parte l’azienda ha chiesto a Ecoverde un costante monitoraggio del
trattamento e una dettagliata raccolta delle analisi che vengono effettuate settimanalmente
potendo così organizzare una raccolta cronologica dei dati.
Queste banche dati, vengono poi convertite in grafici che descrivono l’andamento, per
esempio, dell’ATP e delle misure di ossido-riduzione in funzione del tempo.
Procedendo in questo senso si evolve in modo più o meno continuo, in base all’ottimizzazione
dei processi, la quantità dei dosaggi del trattamento.
I valori che sono maggiormente tenuti sotto controllo sono il cloro totale (mantenuto costante
tra 1,4 e 1,7 ppm), il valore di redox e la conducibilità.
Il trattamento non presenta anomalie se il valore di redox e la conducibilità presentano la
medesima tendenza (crescente-decrescente-stabile).
Il valore di ATP negli ultimi anni viene preso in esame solo in casi particolari di andamento
anomalo perché mediamente presenta sempre valori inferiori a 200 rlu.
I grafici che seguono mostrano, per quanto riguarda MC2, MC3 e fogliacci, la significativa
riduzione della crescita batterica a partire dall’agosto del 2012, passando da un ordine di
MC 2^
120000
100000
80000
A partire da agosto 2012 i valori di
ATP sono passati da una media di
100.000 rlu a zero grazie a un
cambio di strategia nel trattamento
basato su un sostanziale aumento di
frequenza del dosaggio di biocida.
60000
40000
20000
Lorenzi Fabiano – Il trattamento dei cicli di macchina - 39
24/01/2015
24/11/2014
24/09/2014
24/07/2014
24/05/2014
24/03/2014
24/01/2014
24/11/2013
10 '
24/09/2013
24/07/2013
Max off
24/05/2013
24/03/2013
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24/11/2012
24/09/2012
24/07/2012
24/05/2012
24/03/2012
24/01/2012
24/11/2011
24/09/2011
24/07/2011
24/05/2011
0
grandezza 105 ad uno di 102 della misurazione di ATP, con la volontà di mantenerlo il più
vicino possibile allo zero.
Infatti a partire da agosto 2012 i valori di ATP sono passati da una media di 80.000 rlu a zero
grazie a un cambio di strategia nel trattamento basato su un sostanziale aumento di frequenza
del dosaggio di biocida.
Trend MC 3^
120000
100000
A partire da agosto 2012 i valori di
ATP sono passati da una media di
90.000 rlu a zero grazie a un
cambio di strategia nel trattamento
basato su un sostanziale aumento di
frequenza del dosaggio di biocida.
80000
60000
40000
20000
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24/01/2015
24/11/2014
24/09/2014
24/07/2014
24/05/2014
24/03/2014
24/01/2014
24/11/2013
10 '
24/09/2013
24/07/2013
Max off
24/05/2013
24/03/2013
24/01/2013
24/11/2012
24/09/2012
24/07/2012
24/05/2012
24/03/2012
24/01/2012
24/11/2011
24/09/2011
24/07/2011
24/05/2011
0
Trend FF
120000
100000
80000
A partire da agosto 2012 i valori di
ATP sono passati da una media di
100.000 rlu a zero grazie a un
cambio di strategia nel trattamento
basato su un sostanziale aumento di
frequenza del dosaggio di biocida.
60000
40000
20000
09/12/2014
09/10/2014
09/08/2014
09/06/2014
09/04/2014
10 '
09/02/2014
09/12/2013
09/10/2013
Max off
09/08/2013
09/06/2013
09/04/2013
09/02/2013
09/12/2012
09/10/2012
09/08/2012
09/06/2012
09/04/2012
09/02/2012
09/12/2011
0
In tutte le tabelle che seguono il max off sarà il momento in cui viene misurato il dato
sperimentale considerato.
Nelle tabelle sottostanti sono riportate le medie mensili di rilevamento dell’ATP (RLU) per
quanto riguarda MC3 e MC2 ed il cloro totale (ppm).
Mese/
Anno
05/
2011
MC3
ATP(RLU)
07/
2011
08/
2011
09/
2011
01/
2012
02/
2012
03/
2012
76789 97940 92958
78425
83275 84893 72933 73246 86910
74649
85897
0
0
73151
89223
MC3
Cltot(ppm)
MC2
ATP(RLU)
0
0
0
88075 90881 93415
MC2
Cltot(ppm)
04/
2012
06/
2011
05/
2012
0
0
06/
2012
0
07/
2012
0
92316
0
08/
2012
0
10/
2011
0
11/
2011
0
12/
2011
0
0
58231 88295 90496 68324 90724
0
0
0
0
0,03
0,05
0,05
09/
2012
10/
2012
11/
2012
12/
2012
01/
2013
02/
2013
03/
2013
Lorenzi Fabiano – Il trattamento dei cicli di macchina - 41
76933
91013
98315
95635
36299
452
160
0
0
0
0
0
0
0
0
0,2
0,2
1,4
0,58
1,56
1,6
1,27
0,93
0,56
77538
66479
91613
84017
30181
2786
8482
0
0
13
0
0
0
0,1
0,05
0,09
0,1
0,83
0,75
1,25
2,07
1,08
1,37
0,43
Nel periodo successivo fino ad arrivare a questi ultimi mesi del 2015, salvo casi eccezionali,
i valori di ATP sono al di sotto di 100 rlu.
Per quanto riguarda il Cltot i valori rientrano nel range desiderato (1,4 ” Cltot ” 1,7 [ppm]).
Affiancando i valori del Cltot [ppm] e ATP [RLU] possiamo notare una relazione di
proporzionalità indiretta, come ci si aspettava dall’indagine teorica.
Dopo l’introduzione di punti di dosaggio lontani dai cicli delle macchine continue, con il
metodo di dosaggio adottato in loco, anche diminuendo il dosaggio complessivo, sono stati
ottenuti risultati che garantiscono una migliore macchinabilità con la riduzione delle rotture.
Si deve sottolineare che questi rilevamenti di ATP e Cloro totale danno una visione di massima
dell’andamento tuttavia le cose possono cambiare:
qualora sia stata effettuata una pulizia dei cicli;
i campionamenti siano stati fatti non costantemente, tanto da perdere così un vero
significato scientifico;
in presenza di rotture nell’immediatezza della raccolta dei campioni;
al variare del prodotto che si va a fabbricare;
etc...
Lorenzi Fabiano – Il trattamento dei cicli di macchina - 42
Di seguito i dosaggi attualmente impiegati in Cartiere del Garda:
PUNTO DOSAGGIO
Frequenza
Vasca H2O Fresche
30'/5'
3.5 L/h
3
Alta Pressione Ballerino
4'/150'
3.5 L/h
0,22
Filtro Algas
STOP
1,5 L/h
0
Vasca H2O chiarite
4'/30'
15,6 l/h
1,85
Torre Fogliacci 1500
8'/25'
15.6 l/h
3,78
MC2^ (prime acque)
3'/35'
9 l/h
0,71
MC 3^ ( prime acque)
3'/35'
9 l/h
0,71
Portata Pompa Dosaggio Orario BrNH4
Lorenzi Fabiano – Il trattamento dei cicli di macchina - 43
9. CONCLUSIONI
1. Nel caso Garda Cartiere lo sviluppo di questo metodo ha condotto negli anni al
miglioramento delle performance delle due macchine continue e di conseguenza ad un
incremento dell’efficienza produttiva globale: il numero di rotture è diminuito a fronte di
un aumento della produzione.
In particolare sono completamente scomparse tutte quelle rotture che, tramite sistema di
telecamere per controllo rotture, avevano come chiara origine del materiale visibile sulla
tela e riconducibile a sporco da ciclo.
2. Inoltre sono scomparsi completamente tutti quei campioni tipici di sporco da ciclo
individuati dal sistema di cerca-difetti e successivamente campionati in carta.
3. Si è percepito un generale miglioramento del comportamento dei prodotti chimici
impiegati nei cicli di macchina in termini di costanza di prestazione e quindi non si è più
reso necessario il continuo aggiustamento dei dosaggi.
4. In particolare abbiamo avuto modo di constatare che modificando la frequenza degli
shock e i punti di iniezione si sono ottenuti risultati decisamente più efficaci anche a
dosaggi di biocida complessivi apprezzabilmente più bassi.
5. La pulizia complessiva dei cicli di macchina è tale per cui la necessità di eseguire dei
boil-out sui cicli di testa macchina si è praticamente più che dimezzata
6. Il sistema di trattamento si rivela complessivamente molto affidabile e anche dopo
parecchi anni non mostra alcun segno di corrosione ne all’interno dei cicli ne sulle
macchine continue.
7. Il bilancio complessivo tra costi e benefici continua a mantenersi assolutamente spostato
a favore dei benefici.
Lorenzi Fabiano – Il trattamento dei cicli di macchina - 44
10. Bibliografia
Helena Curtis, Sue Barnes, Le scienze biologiche. Un percorso evolutivo, Zanichelli,
Bologna, 1995
Robert C. Smooth, Jack S.Price, Richard G. Smith, Dario Cacciatore, Corso di chimica
moderna, Le Monnier, Firenze, 1995
Augusto Ghetti, Idraulica (seconda edizione), Libreria Internazionale Cortina, Padova, 2006
Milo Biasion, Il controllo microbico nelle acque di processo, XIV corso di Tecnologia per
Tecnici Cartari edizione 2006/2007, Istituto Salesiano San Zeno, Verona, 2007
Aronne Armanini, Meccanica dei fluidi I - II (materiali per il corso), Facoltà di Ingegneria,
Università degli Studi di Trento, Trento, 2008
Charlotta Kanto Öqvist, Microbial Life and Deposits in Paper Machine Circuits, Department
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Forestry University of Helsinki, Helsinki, 2008
Jani Kiuru, Interactions of chemical variations and biocide performance at paper machines,
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Roberto Paganelli, Nuovo trattamento biocida a base di bromuro di ammonio, XIX corso di
Tecnologia per Tecnici Cartari edizione 2011/2012, Istituto Salesiano San Zeno, Verona, 2012
Paolo Zaninelli, Documenti del 21° Corso di Tecnologia per Tecnici Cartari anno 2014/2015,
Istituto Salesiano San Zeno, Verona, 2014
Luca Paccagnella - Acquaflex, Contaminazione microbica in cartiera (e controllo dei
depositi) in Paolo Zaninelli, Documenti del 21° Corso di Tecnologia per Tecnici Cartari anno
2014/2015, Istituto Salesiano San Zeno, Verona, 2014
Lorenzi Fabiano – Il trattamento dei cicli di macchina - 45
Luca Paccagnella - Acquaflex, Controllo dei depositi organici in macchina continua in Paolo
Zaninelli, Documenti del 21° Corso di Tecnologia per Tecnici Cartari anno 2014/2015,
Istituto Salesiano San Zeno, Verona, 2014
A.A.V.V., Introduzione alla fabbricazione della carta, Associazione Tecnica Italiana per la
Cellulosa e la Carta “Aticelca”, Unigrafica, Milano
Documenti forniti da Ecoverde S.p.A., Cartiere del Garda – Lecta Group
Lorenzi Fabiano – Il trattamento dei cicli di macchina - 46