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Articolo pubblicato nel fascicolo di Marzo / Aprile 2023 di Carta & Cartiere TISSUE TECHNOLOGY

Tempesta elettrica

In una fase in cui le cartiere cercano di ottimizzare il loro consumo energetico per ottenere una sostenibilità ottimale, l’introduzione da parte di ANDRITZ di un sistema di cappe ed air system basate sul riscaldamento elettrico risulta efficace.

di: Marco Cattani e George Nowakowski

Dalle considerazioni ambientali all’economia di base del funzionamento di qualsiasi processo ad alta intensità energetica, oggi le cartiere hanno numerosi motivi per esaminare la loro strategia energetica. Se a ciò si aggiunge l’incertezza sulla fornitura di gas creata dall’attuale situazione geopolitica, la scelta dell’elettricità diventa molto convincente.

Questo ragionamento vale in particolare per le località in cui il vento e il sole sono abbondanti. È in aumento l’elenco degli stabilimenti che ricavano almeno una parte dell’energia elettrica dalle fonti rinnovabili. In Europa e negli Stati Uniti, le tasse sulle emissioni, compresa quella sull’anidride carbonica, incentivano ulteriormente le soluzioni basate sull’elettricità, soprattutto se questa proviene da fonti rinnovabili anziché da combustibili fossili. Un altro fattore dell’equazione è rappresentato dai sussidi governativi alle energie rinnovabili.

In questo scenario, ANDRITZ ha fatto tesoro delle conoscenze acquisite in materia di riscaldamento elettrico, ad esempio nell’essiccazione di materiali spunbond per il tessuto non tessuto in alcuni impianti e le ha applicate ai sistemi di cappe ad aria per macchine tissue. Il risultato è la cappa PrimeDry E, che utilizza lo stesso sistema ad aria delle cappe riscaldate a gas o a vapore, ma con riscaldatori elettrici al posto dei bruciatori a gas o dei riscaldatori a vapore. Il risultato è un sistema in grado di raggiungere una temperatura dell’aria di 400-450 °C.

Incremento dell’efficienza energetica

Rispetto ai sistemi con riscaldamento a gas, PrimeDry Hood E aumenta l’efficienza energetica del sistema di essiccazione con cappa fino al 4%. Il riscaldamento elettrico è più efficiente perché un bruciatore a gas riscalda sia l’aria di combustione che l’aria di processo per funzionare, mentre il riscaldamento elettrico non utilizza l’aria di combustione.

Inoltre, almeno in teoria, il 100% dell’energia elettrica viene convertito in energia termica. Rispetto ai sistemi con riscaldamento a vapore, PrimeDry Hood E può aumentare la produzione grazie alla capacità di raggiungere temperature più elevate. Il riscaldamento elettrico offre l’ulteriore vantaggio di non emettere residui di combustione nell’aria.

Marco Cattani, Product Manager ANDRITZ Novimpianti.

In linea generale, le cartiere che producono carta tissue possono ipotizzare una riduzione delle emissioni di anidride carbonica di circa il 70% rispetto a un sistema convenzionale a gas. In molte parti del mondo, Europa e Stati Uniti compresi, le cartiere pagano le tasse anche sulle emissioni nell’atmosfera; pertanto, è implicita una conseguente riduzione dei costi.

ANDRITZ offre due tipi di scambiatori alimentati elettricamente: corner e in linea. In termini di prestazioni non ci sono differenze, ma ogni formato è adatto a un particolare layout dello stabilimento e consigliato di volta in volta. Il riscaldamento elettrico comprende la resistenza elettrica, una morsettiera e un pannello di controllo.

Se da un lato l’applicazione degli scambiatori alimentati elettricamente per l’aria della cappa nella produzione di tissue è nuova, non lo è dall’altro il riscaldamento elettrico in altri contesti industriali che prevedono l’essiccazione. Per fare un esempio, questa ha i vantaggi di essere una tecnologia collaudata in alcuni impianti ANDRITZ per tessuto non tessuto. Lo scambiatore alimentato elettricamente è stato progettato appositamente per ridurre al minimo gli interventi di manutenzione. La soluzione standard consente di rimuovere facilmente le resistenze fissate in alto, basso e lateralmente, svitandole dalle piastre.

ANDRITZ propone una soluzione ancora più comoda, in cui invece di estrarre l’intero impianto del riscaldatore da condotta, gli elementi riscaldanti possono essere rimossi in fasci dallo stesso. Grazie a una piccola modifica del design dello scambiatore in linea, il perfezionamento facilita la manutenzione di un singolo fascio riscaldante mentre la macchina per il tissue continua a funzionare a una capacità inferiore, invece di essere spenta completamente.

Una novità positiva in un mondo che cambia

Il riscaldamento elettrico è un’aggiunta positiva al portafoglio ANDRITZ in un mondo in continua evoluzione. Non risulta adatto a tutte le situazioni, ma la sua flessibilità lo rende ampiamente applicabile. Le fonti di energia rinnovabile potrebbero non essere disponibili 24 ore su 24, 7 giorni su 7, ma un sistema ibrido in grado di passare dal riscaldamento a gas a quello elettrico per l’aria della cappa consente a uno stabilimento di passare alla fonte di combustibile più adatta alle condizioni climatiche prevalenti, all’ora del giorno o anche alle fluttuazioni delle tariffe del gas e dell’elettricità nell’arco delle 24 ore.

George Nowakowski, Vice Presidente Tissue Drying ANDRITZ Canada.

Si tratta di ottimizzare i costi energetici e la sicurezza. E se la capacità di essiccazione è un fattore limitante in qualsiasi scenario di produzione del tissue, l’aggiunta del riscaldamento elettrico può aumentare la capacità. Poiché si tratta di una nuova applicazione di una tecnologia collaudata, il rischio tecnico per l’utente è minimo. PrimeDry Hood E è ugualmente adatto sia per la produzione di tissue dry-crepe che per le macchine per tissue testurizzato o strutturato (TAD).

Grazie alle emissioni zero di anidride carbonica derivanti dalla combustione, si ottiene anche un vantaggio in termini di credenziali ecologiche del prodotto finale. Una vera e propria opportunità di marketing nata dalla tecnologia e basata sull’aria calda. Le soluzioni ANDRITZ per i sistemi ad aria ed energia hanno un curriculum che comprende l’installazione di centinaia di sistemi ad aria ed energia in tutto il mondo.

Grazie ai centri di eccellenza a Lucca, in Italia, e a Montreal, in Canada, ANDRITZ guida l’innovazione soprattutto per quanto riguarda la riduzione delle emissioni di CO2. L’esperienza combinata con il know-how derivante anche da altre aree di business di ANDRITZ ha creato un’eccellente gamma di soluzioni ingegnerizzate, specificamente per la produzione di tissue e cartoncino.

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