Il settore della carta tissue sta crescendo in termini di innovazione, sostenibilità, fatturato e occupazione a livello mondiale. All’interno di questa filiera, i produttori di macchine, servizi e attrezzature sono impegnati quotidianamente nell’offrire all’industria cartaria le migliori soluzioni per accrescerne l’efficienza e la competitività.
Per poterlo fare si posizionano sul mercato come leader a livello tecnologico nello sviluppo di macchinari e soluzioni in grado di migliorare l’efficienza dei processi produttivi. Nella Prima Sessione del convegno MIAC Tissue – organizzato durante la scorsa edizione della fiera MIAC di Lucca – vengono illustrati i continui progressi tecnologici a supporto della produzione, dalla riduzione delle emissioni inquinanti al monitoraggio dei dati di funzionamento, dal miglioramento della diagnostica di processo, alle soluzioni di automazione e digitalizzazione.
Al Convegno, moderato da Massimo Ramunni, Vice Direttore di Assocarta, hanno partecipato le aziende Toscotec, Valmet, A.Celli Paper, Voith, Andritz e Trimble. La parte introduttiva ha visto la presenza del Presidente del Gruppo di settore carte per uso igienico e sanitario di Assocarta Francesco Pasquini, che ha illustrato i dati più salienti del mercato del tissue, evidenziando le principali sfide che l’industria sta affrontando, tra costi dell’energia, inflazione e sostenibilità.
Il panorama del tissue in Italia e in Europa
Francesco Pasquini, Presidente Gruppo Tissue di Assocarta
Le sintesi ufficiali dei primi sette mesi del 2024 presentano una parziale ripresa della produzione di carte e cartoni (+7%), dopo il sensibile calo sperimentato nei primi 7 mesi dell’anno precedente (-19,4% sullo stesso periodo del 2022), ma i volumi restano abbondantemente al di sotto di quelli rilevati dal 2018.
La produzione tissue segna +7% nel periodo gennaio-luglio 2024 (-2,5% nei 7 mesi del 2023 sul 2022), con volumi superiori a quelli raggiunti negli anni precedenti (+5,5% in media rispetto al biennio 2018-2019). Il fatturato dell’industria cartaria nei primi 7 mesi del 2024 segna invece una diminuzione dell’1,8%, sul valore in forte calo dello stesso periodo dell’anno precedente (-24,5% dai picchi toccati nel 2022, nel tentativo di recuperare i forti rincari dei costi di produzione).
In presenza di una dinamica produttiva in miglioramento, la riduzione del fatturato sconta essenzialmente gli effetti di minori prezzi praticati dalle cartiere. Anche il fatturato del comparto tissue segna una diminuzione dell’1,6% nei primi sette mesi del 2024 (-8,4% negli stessi mesi del 2023). Si tratta di un comparto che esporta oltre il 50% dei volumi prodotti ed è caratterizzato dalla tendenza dei produttori nazionali a effettuare i loro investimenti all’estero, vicino ai mercati di vendita del prodotto finito.
Il settore impiega prevalentemente fibre vergini, ma anche riciclate: secondo i dati Istat, la quota di produzione realizzata utilizzando carta da riciclare è pari all’8/9%. L’Italia è inoltre il primo produttore in Europa (area CEPI), con il 20,9% della produzione complessiva dell’area nei primi 6 mesi del 2024. La produzione europea nei primi 6 mesi del 2024 è ripartita bene, segnando un +4,6%. Tutti i principali Paesi sono in crescita, eccetto la Romania, e mostrano un aumento dei livelli produttivi.
Materie prime e fonti energetiche
Per quanto riguarda le materie prime fibrose (cellulose), le quotazioni mostrano una grande turbolenza già da prima del periodo pandemico. Secondo le elaborazioni Assocarta su dati PPI Europe – Fastmarkets RISI, per la fibra corta (eucalipto) – rispetto ai livelli di luglio-agosto 2023 (800 $/ton) – le quotazioni di agosto 2024 segnano +58%.
Nel paragone con le quotazioni di fine 2020 (680 $/ton), le quotazioni di agosto segnano +86% in $; +105% in €. Stessa sorte per la fibra lunga (NBSK), che ha visto quotazioni in aumento nell’agosto 2024 del 37%, rispetto ai livelli di agosto 2023 (1.150-1.160 $/ton). Nel confronto con i valori di fine estate 2020, le quotazioni in $ di agosto 2024 sono del +88%; +101% in €. Per quanto riguarda gli input energetici – l’altro grande fattore produttivo dell’industria cartaria – il gas naturale ha registrato nel settembre 2024 un prezzo medio PSV pari a 38,61 €/MWh. Il differenziale tra PSV e TTF è in leggero calo, ma sempre molto elevato: +2,4 €/MWh (6% del costo del gas).
Per l’energia elettrica, a settembre 2024 il prezzo medio è stato pari a 117,13 €/MWh, in leggero calo rispetto a luglio (-9% circa), dopo quattro aumenti consecutivi. In altri mercati europei il prezzo dell’energia è a 2 cifre, mentre in Italia è sopra 100 € da giugno del 2024. Il differenziale tra il prezzo in Italia e negli altri Paesi europei è inquietante: 44 €/MWh con la Spagna; 38 €/MWh con la Germania e 65 €/MWh con la Francia.
Infine le quotazioni dei crediti di emissioni di CO2 sono di oltre 65 €/ton in media nei primi 9 mesi del 2024. Da un valore medio di 25 €/ton del biennio 2019-2020, questa voce di costo si è attestata su quasi 54 €/ton nel 2021 per arrivare a 81 €/ton nel 2022, con un record il 19 agosto 2022 (97,82 €/ton). Nel 2023 la media è stata poco oltre 83 €/ton, con un nuovo massimo di oltre 97 €/ton il 21 febbraio.
Per il settore cartario le sfide del futuro sono costituite dal costo dell’energia, dalla decarbonizzazione e dalla lotta ai cambiamenti climatici.
In conclusione, la crescente pressione normativa – soprattutto a livello europeo (regolamento sulla deforestazione, sicurezza e passaporto digitale di prodotto, autorizzazioni integrate ambientali) – porteranno a una rivisitazione dei modelli di consumo lineari e a una maggiore richiesta di prodotti riciclabili e compostabili.
SMARNIP® T – L’eccellenza nella pressa scarpa
Denny Di Vita, Sales Manager A.Celli Paper
SMARNIP® T è una soluzione innovativa realizzata con grande cura per portare i vantaggi del concetto di pressa a scarpa nel mondo della produzione di carta tissue. Consente di migliorare l’efficienza e le prestazioni, preservando l’integrità del prodotto finale e mantenendone il bulk e la morbidezza. Il concetto più comune di Shoe Press si basa sull’utilizzo di un pattino spinto contro un contro-rullo.
Nel caso di una Shoe Press per carta tissue, il pattino viene spinto contro un cilindro monolucido. Applicando una forza sotto il pattino, viene creata una distribuzione della pressione nel nip, con un gradiente positivo in direzione macchina (MD).
Gli attuatori che forniscono questa forza sono solitamente idraulici, principalmente per motivi storici dal momento che le Shoe Press utilizzate per carte stese sono da sempre caricate idraulicamente (comunemente pistoni o tubi “speciali”, non standard).
Nella nostra SMARNIP® T – specificatamente progettata per la produzione di carta tissue – non utilizziamo l’idraulica, optando invece per un sistema di caricamento pneumatico. Dopo aver sviluppato la soluzione a seguito di una meticolosa pianificazione tecnica e progettuale e dopo aver completato test e prove con un modulo pilota completamente funzionante (comprendente la nostra esclusiva Shoe Press e una sezione di cilindro monolucido, entrambi di formato pari a 0,5 metri), questa tecnologia è stata commercializzata e implementata negli stabilimenti dei nostri clienti.
Il primo SMARNIP® T è stato venduto a Pehart in Romania. Con una tradizione di oltre 180 anni, Pehart Group è uno dei maggiori produttori di carta nell’Europa sud-orientale. L’azienda è presente con i suoi prodotti domestici e industriali in 18 Paesi (Europa centrale, orientale e meridionale) e si caratterizza per evoluzione continua, efficienza, rispetto per le risorse del pianeta e per le persone che ogni giorno costruiscono la sua storia. L’impianto è stato originariamente fornito da A. Celli nel 2015; la macchina ha una larghezza di 2,8 m e 1.800 mpm di velocità ed è dotata di pressa ad aspirazione singola.
A. Celli ha fornito tutto l’impianto, dalla preparazione dell’impasto fino alla movimentazione delle bobine. Il nuovo modulo del telaio è ora completamente a sbalzo e consente un cambio del feltro più rapido. È stato fornito un nuovo Yankee in acciaio progettato per 150 kN/m di nip con design forgiato collaudato A.Celli, in sostituzione dell’esistente in ghisa.
La sfida per una ricostruzione è sempre la tempistica e anche in questo caso il nostro enorme background sulle presse a scarpa con 100 unità installate con diversi tipi di carta in 40 anni ha fatto la differenza: la velocità massima di 1.800 mpm è stata raggiunta dopo soli 3 giorni dall’avvio, un risultato eccezionale considerando che si è trattato della prima installazione di un nuovo concetto.
Secondo il cliente la macchina è più facile da velocizzare e gestire, anche da operatori meno esperti. Infine a livello di energy saving è stata riscontrata una riduzione del consumo di gas superiore al 25%.
Sicurezza, efficienza e innovazione: la nuova generazione Valmet Advantage SoftReel
Mickey Lindevall, Product Manager Valmet
Gli arrotolatori frutto delle innovazioni offrono un’operatività senza precedenti e permettono agli operatori di avere una visione completa del processo. Progettato per ridurre i tempi di fermo, l’arrotolatore permette di effettuare regolazioni durante il funzionamento continuo, sempre in condizioni sicure e con lo standard massimo di sicurezza per gli operatori.
Numerosi sistemi ausiliari sono stati migliorati per aumentare la produttività e ridurre i tempi di gestione delle bobine. Il passaggio coda e il sistema di incollaggio turnup sono più performanti e la pesatura delle bobine è ancora più precisa. È possible gestire Aspi con diametro da 400 a 550 e il magazzino aste ne può contenere fino a sei.
Un’altra modifica importante è che gli armadi elettropneumatici sono stati ridotti del 30% e c’è una nuova localizzazione per i cavi e le componenti idrauliche per velocizzare l’installazione e l’accesso a possibili aree di malfunzionamento e al contempo migliorare la manutenzione e la sicurezza. Gli operatori hanno anche più possibilità di eseguire regolazioni durante il funzionamento.
La struttura e le passerelle sono state riprogettate per semplificare la gestione, aumentare la visibilità della bobina in fase di lavorazione e migliorare l’accesso alla macchina. Valmet ha inoltre migliorato sensibilmente la sicurezza sugli arrotolatori negli anni e la nuova generazione di SoftReel procede ulteriormente in questa direzione, creando zone chiamate Smart Safe Operator Areas (SOA), con accessi bloccati da protezioni elettriche e relativa richiesta di accesso, definiti per minimizzare le interferenze con la produzione. Ciascuna zona SOA è separata e indipendente dalle altre, con solo accesso a lato servizio o a lato trasmissione, rendendo così il lavoro più sicuro e agevole per gli operatori.
Il futuro dell’avvolgimento: InWoundCaliper.
La qualità dell’avvolgimento è fondamentale, definisce la prima fase del prodotto tissue finale. L’arrotolatore può presentare delle complessità: quale carico applicare o quando utilizzare il Control Wind Assist (CWA)?
Un problema molto comune che nasce da impostazioni errate è la variazione dello spessore in una bobina madre quando si ha uno spessore inferiore all’inizio e maggiore alla fine. Valmet ha adottato un nuovo approccio per migliorare la qualità e l’utilizzo attraverso la nuova modalità di controllo InWoundCaliper (IWC).
Questa garantisce il mantenimento di uno spessore maggiore, così come un risparmio di fibra. Inoltre, assistiamo ad una resa maggiore nel converting, una necessità di minor goffratura che possa compensare una variazione di spessore e meno regolazioni nel converting dovute alle disuniformità nel diametro della bobina madre.
Il nuovo Advantage SoftReel è l’arrotolatore più moderno sul mercato e coniuga precisione, potenzialità, produttività e massima sicurezza. Attraverso il controllo opzionale IWC rappresenta un arrotolatore unico nel suo genere.
Rivoluzionare la produzione di carta tissue: automazione e digitalizzazione nell’impianto più autonomo del Brasile
Stefan Federling, ANDRITZ Automation & Digitalization
La digitalizzazione sta cambiando il mondo industriale e ANDRITZ ha deciso di mettere a frutto la sua pluriennale esperienza nell’industria cartaria per sviluppare soluzioni intelligenti e perfettamente integrate per impianti nuovi ed esistenti con il marchio Metris.
In azienda comprendiamo le sfide che l’industria del tissue deve affrontare, con prezzi volatili delle materie prime, un mercato sempre più competitivo e la necessità di soluzioni innovative. Le soluzioni di automazione e digitalizzazione, basate sulla piattaforma digitale Metris – che ha vinto il premio Microsoft Intelligent Manufacturing Award 2024 – sono progettate per aggiornare le operazioni industriali, garantendo redditività, riducendo il costo totale e migliorando l’efficienza operativa.
È stato dimostrato che le soluzioni ANDRITZ Automation & Digitalization portano a significative riduzioni del consumo energetico specifico, che vanno dal 3% al 17% in vari settori, supportando direttamente le iniziative ESG dei clienti.
Soluzioni innovative che identificano in modo proattivo i potenziali rischi per le risorse all’interno delle operazioni, mantenendone l’integrità e riducendo al minimo in modo efficace le interruzioni della produzione. Questo approccio migliora la sostenibilità riducendo il consumo energetico, ottimizzando l’utilizzo delle materie prime, aumentando le rese e fornendo sostanziali vantaggi operativi.
Il caso Bracell.
Un esempio che illustra l’integrazione di tecnologie avanzate nello stabilimento di produzione di carta tissue è stato realizzato in Brasile per Bracell, produttore di fama mondiale nel settore cartario. Utilizzando il nuovo DCS Metris X – e sfruttando tecnologie all’avanguardia e una digitalizzazione senza soluzione di continuità – l’impianto ha raggiunto un’automazione e un’efficienza senza precedenti nella produzione di tissue.
Un simulatore di processo ad alta fedeltà – realizzato per la progettazione dell’impianto, la verifica della logica e la formazione degli operatori – ha accelerato l’avviamento, garantendo un’elevata produzione con personale ben addestrato fin dal primo giorno.
Il Sistema di Gestione delle Informazioni dell’Impianto (PIMS) – che comprende l’intero processo dalla preparazione impasti alla trasformazione – fornisce una visibilità completa, contribuendo all’ottimizzazione dell’impianto.
Il caso di Bracell mostra come gli strumenti di gestione delle risorse, comprese le strategie di manutenzione predittiva, riducano i tempi di fermo e prolunghino la vita delle apparecchiature. Inoltre le tecniche di Controllo Avanzato del Processo (APC) riducono al minimo gli scarti e migliorano la qualità del prodotto.
Il Digital Twin, una rappresentazione virtuale dell’impianto, consente agli ingegneri di simulare e perfezionare i processi in un ambiente privo di rischi. Il sistema di gestione della produzione armonizza tutti gli aspetti produttivi, garantendo un flusso di lavoro regolare. Un sistema Copilot unico nel suo genere, guidato dall’intelligenza artificiale e primo nel suo genere per la carta tissue, guida gli operatori con approfondimenti in tempo reale e supporto alle decisioni.
Questa integrazione tecnologica completa non solo aumenta l’efficienza produttiva, ma stabilisce anche un nuovo standard per la produzione autonoma di carta tissue.
Toscotec lancia un upgrade completo del sistema di controllo TT Brain DCS
Sebastiano Goddi, Software Department Manager Toscotec
Nell’ambito del forte impegno per l’efficientamento del processo produttivo della carta tissue, Toscotec ha realizzato una nuova completa versione del proprio sistema di controllo TT Brain DCS al fine di progettare un software ancora più aperto e sviluppato su misura per ogni singola cartiera.
TT Brain DCS è un software progettato anche per aprirsi all’esterno e condividere dati qualitativi e quantitativi con altri gestionali quali i Manufacturing Execution System (MES) e i sistemi di pianificazione delle risorse aziendali della cartiera (Enterprise Resource Planning o ERP), oltre ad integrarsi perfettamente con diversi prodotti Voith, tra cui QCS, OnCare.Health, dataPARC del gruppo BTG, sensori virtuali e sviluppo in ambito IA.
Basate sul feedback dei clienti e da una vasta esperienza in campo, le innovazioni della nuova versione includono un’ampia gamma di funzioni e strumenti personalizzati, studiati per snellire il lavoro quotidiano di tecnici di produzione ed energy manager, operatori di macchina, di processo e tecnici di manutenzione.
Vantaggi per tecnici di produzione ed energy manager.
Il sistema compila dettagliati report di produzione che possono essere emessi relativamente a singole bobine e/o a giornate di produzione. Nell’ottica di aumentare l’efficienza energetica della macchina continua, questi report diventano uno strumento importante per svolgere un’accurata comparazione di diverse configurazioni di macchina e per l’affinamento della configurazione più efficiente.
Ogni report è salvato dal sistema in formato tabulare al fine di consentire sia l’analisi nel medio e lungo termine, sia l’incrocio dei dati raccolti con le informazioni fornite da altri sistemi di controllo della cartiera.
Vantaggi per operatori di macchina.
Il sistema avanzato di gestione dei messaggi si focalizza sulle informazioni chiave per una diagnostica sempre più precisa e snella. TT Brain DCS assicura un attento e rapido filtraggio dei messaggi in base all’area di macchina interessata, mettendo così in evidenza avvisi e allarmi che gli operatori devono considerare per diagnosticare le problematiche in questione.
Vantaggi per tecnici di processo.
Il nuovo sistema di gestione delle ricette consente di registrare le impostazioni di produzione per determinati prodotti o clienti, inclusive di un’ampia gamma di parametri di qualità e performance. Inoltre, per facilitare il lavoro dei tecnici di processo, TT Brain DCS produce una reportistica dettagliata della produzione giornaliera e offre sistemi di tracciabilità per bobine madri e ribobinate.
Questi sistemi assegnano un identificativo univoco alla bobina che permette il suo tracciamento tramite QR code e l’accesso ai dati di produzione ad essa associati, al fine di garantire un controllo qualità più accurato.
Vantaggi per tecnici di manutenzione.
Con precise analisi dei segnali tramite reti di comunicazione e dei parametri della macchina continua, TT Brain DCS offre strumenti efficaci di diagnostica per la manutenzione. Il sistema consente di pianificare le manutenzioni programmate e di ricevere avvisi in prossimità delle scadenze di esecuzione.
L’accesso al materiale formativo e alla documentazione tecnica è offerto tramite tre modalità: una libreria offline sempre accessibile da qualunque stazione del DCS, il portale online a cui si può accedere direttamente tramite QR code o puntando dinamicamente su un componente dell’impianto all’interno del DCS.
Trovare risposte alle domande utilizzando i dati di processo
Matti Häkkinen, SVP Sales Trimble Forestry Europe
Trimble è un’azienda tecnologica globale che affronta le più grandi sfide del mondo affinché i clienti possano realizzare un futuro migliore, più sicuro e sostenibile. Con sedi operative in più di 40 Paesi, è specializzata nello sviluppo e commercializzazione di soluzioni tecnologiche e software per i settori dell’industria, edilizia, agricoltura, trasporti e utility.
Il gruppo offre apparecchiature e software utilizzati per la modellazione e la connettività, sistemi di informazione e comunicazione, sistemi di raccolta, analisi dei dati e gestione dei progetti. Nell’ultimo decennio, le informazioni digitali e il controllo dei processi sono diventate applicazioni standard nell’industria della carta e della cellulosa.
Allo stesso tempo, la quantità di dati raccolti e salvati è aumentata in modo significativo e questa tendenza continuerà in futuro. I sistemi utilizzati nelle cartiere sono in genere focalizzati su un’area di processo (ad esempio movimentazione delle materie prime, preparazione delle scorte, sezione delle bobine) o su un tipo di dati (dati del ciclo di controllo, di processo, di qualità e dati sui costi). La quantità di dati raccolta è enorme, ma solo una piccola parte viene poi utilizzata.
Un impianto di produzione o un’intera azienda otterrebbero enormi vantaggi se tutti i dati fossero combinati senza soluzione di continuità e i dipendenti avessero una visione totale del processo. Occorre sottolineare a questo proposito che nelle aziende oltre il 95% del tempo è dedicato alla laboriosa gestione dei dati e meno del 5% alla riflessione e alla loro analisi.
Ma proprio l’analisi dei dati è fondamentale per il successo di ogni azienda, poichè consente di prendere decisioni più accurate e più velocemente. Parlando di gestione dei dati, diciamo innanzitutto che sapendo quali risposte ed esigenze si avranno in futuro, si possono preselezionare i dati per specifici scopi come monitoraggio, reporting, KPI o dashboard.
In alternativa, non conoscendo quali problematiche si dovranno affrontare, è necessario raccogliere più dati possibile e fare in modo di avere sempre a disposizione un gran numero di informazioni in tempo reale per risolvere i problemi, esplorare nuovi fenomeni o adattarsi a nuove situazioni.
Le aziende business-to- consumer hanno utilizzato l’approccio dei big data con successo per anni, in modo da ottenere un vantaggio competitivo. Le aziende business-to-business industriali invece non sono ancora allo stesso livello, ma la crescente concorrenza le porta a perfezionare i loro processi.
Devono produrre di più con una migliore qualità e allo stesso tempo ridurre il consumo di energia e i costi delle materie prime. Questi fattori possono essere risolti applicando metodi e strumenti di gestione dei dati efficienti che portano a una migliore diagnostica dei processi e in ultimo a un vantaggio competitivo.
Successi in Saica con il monitoraggio predittivo e basato sull’IA
Dominik Stempfle, Technical Sales Manager OnCare Family Voith
Fondata nel 1867, Voith ha una grande esperienza nel settore cartario. Nel 1881 fu realizzata la prima macchina completa per la produzione di carta, poi venduta a Raitelhuber, Bezner e Cie e nel 1960 l’azienda fu pioniera nel riciclo della carta quando – insieme alle cartiere Palm e Haindl, sviluppò un nuovo processo per estrarre la fibra dalla carta recuperata.
Oggi è tra i principali player del settore cartario a livello globale, presente in più di 60 Paesi con circa 21.000 dipendenti e un fatturato di 4,9 miliardi di euro ed è una delle più grandi aziende a conduzione familiare in Europa.
Il portafoglio di soluzioni per la digitalizzazione e automazione Papermaking 4.0 conta oltre 300 installazioni di successo presso clienti in tutto il mondo e garantisce un funzionamento ottimale con costi ridotti al minimo, un’implementazione rapida e un ritorno sull’investimento minore di 1 anno.
Nel 2022, Saica ha deciso di aggiornare i propri sistemi esistenti di monitoraggio delle condizioni di tre macchine in Spagna. Con oltre 10.000 dipendenti e sedi in Spagna, Francia, Italia, Portogallo, Regno Unito, Irlanda, Turchia, Lussemburgo, Paesi Bassi, Stati Uniti e Polonia, il Gruppo Saica fornisce soluzioni sostenibili per la produzione di carta e imballaggi, gestione dei rifiuti e servizi ambientali. Dopo un’attenta selezione delle soluzioni presenti sul mercato, il gruppo ha scelto nel 2023 la soluzione di monitoraggio predittivo di macchine e tecnologie Voith OnCare.
Health AI Monitoring.
Pertanto, Saica e Voith hanno avviato un progetto di sviluppo congiunto per consentire il monitoraggio e l’analisi complessiva della macchina sulla base dei dati esistenti. Questo approccio può facilitare il monitoraggio delle condizioni e del comportamento di diversi componenti e processi.
Raccogliendo e analizzando continuamente i dati sulle condizioni delle macchine, Saica può ora rilevare automaticamente deviazioni e anomalie. È possibile far scattare una risposta tempestiva ai malfunzionamenti, così da evitare tempi di fermo macchina non pianificati.
OnCare.Health è un efficiente strumento di manutenzione che registra lo stato dei cuscinetti a rulli della macchina continua tramite unità di acquisizione dati installate o mobili. I dati raccolti vengono gestiti da un sistema di monitoraggio che, in caso di irregolarità, identifica automaticamente la causa e avvia le adeguate misure di manutenzione basate sulle condizioni rilevate.
Una manutenzione preventiva che aiuta quindi a evitare guasti e garantisce la massima disponibilità della macchina continua. OnCare.Health è completato da una soluzione wireless basata sulla tecnologia radio: una soluzione auto-ricaricante dove i dati importanti sulla misurazione della temperatura e delle vibrazioni possono essere registrati facilmente in modalità wireless. ❙
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