2.2
– Tele essiccatrici
Le tele essiccatrici sono tessuti che corredano le batterie di cilindri essiccatori e contribuiscono all’asciugatura della carta: mantengono il foglio a stretto contatto con la superficie esterna dei cilindri, così da massimizzare il rendimento termico e favorire sia il trasferimento di calore dal mantello alla carta, sia il trasferimento dell’evaporato dalla carta all’ambiente esterno.
Figura 33 – “Tele essiccatrici – configurazione doppia-tela”
• Il flusso di calore trasferito dalla carta all’aria attraverso il tessuto risulta: (condizioni stazionarie) dove:
• La quantitàdievaporatotrasferitanell’unitàditempodallacartaall’ariaattraversoil tessuto è: (condizioni stazionarie)
dove:
qc-t-a: flusso di calore (quantità di calore [J] trasferita nell’unità di tempo [s]) [W]
Tc: temperatura della carta (misurata sulla faccia esterna del foglio) [°C]
Ta: temperatura dell’aria [°C]
A: superficie di scambio termico [m2]
αc-t-a: coefficiente di scambio termico (carta → aria, attraverso il tessuto) [W/°C⋅m2]
ṁev,c-t-a: quantità di evaporato nell’unità di tempo [kg(ev)/s]
pv,c: pressione parziale di vapore nella carta [kPa]
pv,a: pressione parziale di vapore nell’aria [kPa]
A: superficie di scambio termico [m2]
L’efficienza e la scelta di una tela essiccatrice dipendono, essenzialmente, dai seguenti parametri: rugosità superficiale: la superficie della tela non deve marcare la carta anzi, deve influire
positivamente su di essa garantendo una buona adesività per facilitare il trasferimento di calore, ma anche per assistere i ritiri che si verificano durante l’asciugatura e per evitare eventuali slittamenti del foglio sui cilindri essiccatori e sui rulli guida-tela. Il grado di rugosità superficiale di una tela essiccatrice, viene scelto in base alle caratteristiche tecniche della carta in produzione. Più è ruvido il tessuto di una tela, maggiore è la quantità d’aria che vi aderisce e che va ad ostacolare il processo di asciugatura della carta; inoltre, se il film d’aria, portato con sé dalla tela, è molto spesso, si creano fenomeni di sventolio del foglio con conseguenti grinze e pieghe.
permeabilità: o grado di traspirazione, indica la quantità di aria che passa attraverso l’unità di superficie della tela nell’unità di tempo; si misura solitamente in m3/m2⋅h, metri cubi d’aria per metro quadro di superficie all’ora (oppure in CFM, “Cubic Feet per Minut”: piedi cubi d’aria, per piede quadro, al minuto). Maggiore è la permeabilità di una tela essiccatrice (più è vicina alle condizioni di “tela nuova”), migliore risulta il passaggio dell’evaporato e minore è la possibilità che materiali contaminanti, provenienti dal nastro umido, rimangano incollati alla tela. Contaminanti come olio, pece, plastica…possono andare ad ostruire gli spazi vuoti del tessuto, riducendone la permeabilità ed ostacolando l’evaporazione con conseguente innalzamento della temperatura della carta; quest’ultimo effetto provoca la fusione dei contaminanti presenti sulla superficie del foglio i quali, in parte si depositano sul tessuto e si sommano agli altri già presenti, in parte si incollano alla carta provocando difetti o rotture (quindi perdite di produzione). Le tele possono essere ripulite dai contaminanti mediante getti d’aria, acqua, o vapore ed anche con spazzole, sia durante la produzione (ad intervalli regolari), sia durante le fermate programmate. In seccheria, le tele essiccatrici non hanno tutte la stessa permeabilità: i primi cilindri vengono rivestiti con tele a basso grado di traspirazione (60-100 CFM), in quanto un buon livello di evaporazione è già garantito dall’elevata percentuale di acqua sul nastro; nelle batterie successive, dove l’umidità della carta diminuisce progressivamente, vengono impiegate tele con permeabilità sempre maggiore (anche fino a 500 CFM), tale da agevolare l’allontanamento dell’evaporato.
Una particolare attenzione è, da sempre, stata rivolta allo studio dei materiali ed alla progettazione dell’intreccio del tessuto. Fino a circa 50 anni fa, le tele essiccatrici venivano realizzate prevalentemente in cotone, lana e, per le sezioni più calde della seccheria, in cotone-amianto; tuttavia, questi materiali non garantivano una buona durata delle tele, infatti le fibre di cotone venivano sia degradate in tempi brevi per effetto dell’idrolisi acida dovuta ai sali contenuti nell’impasto, sia sporcate dall’ossido di ferro proveniente dai cilindri essiccatori. Attualmente, i tessuti delle tele vengono realizzati in:
poliesteri
grazie alle eccellenti proprietà meccaniche ed al basso costo, risultano i più utilizzati (in particolar modo il PET, disponibile sia in monofilamento che in multifilamento); risentendo però della degradazione idrolitica, ne viene consigliato l’impiego in ambienti
dove la pressione di vapore supera i 5 bar (1 bar = 105 Pa)
polifenili fibre sintetiche
caratterizzati da un’ottima resistenza all’idrolisi ed alle alte temperature, risultano adatti ad impieghi in ambienti molto caldi ed umidi (prevalentemente in monofilamento)
poliammidi in particolare nylon (poco adatto ad impieghi in ambienti molto caldi
ed umidi) e kevlar (più costoso)
acrilici poco adatti ad impieghi in ambienti molto caldi ed umidi
fibre non sintetiche fibre di vetro presentano costi molto elevati
L’impiego delle fibre sintetiche e delle fibre di vetro (molto diffuse le prime, meno frequenti le seconde) ha portato ad ottenere i seguenti benefici:
migliori proprietà meccaniche e, dunque, maggiore stabilità dimensionale del tessuto maggiore durata e maggiore permeabilità delle tele
che si sono tradotti in ulteriori vantaggi, come:
minore consumo di vapore e quindi minori costi di esercizio
I tipi di filato solitamente utilizzati nella realizzazione di un tessuto risultano:
- monofilamento: singolo filamento a sezione circolare (diametro di 0,4-0,8 mm), oppure “piatto” a sezione rettangolare (dimensioni tipiche: 0,25x 0,5 mm o 0,5x1 mm). I tessuti con struttura 100% monofilamento, risultano essere i più impiegati poiché caratterizzati da buona resistenza meccanica, buona stabilità dimensionale, trasporto d’aria molto contenuto (in particolare quelli a sezione rettangolare, adatti a ridurre problemi di sventolio del foglio), scarso assorbimento di acqua e buona resistenza agli attacchi dei contaminanti
- multifilamento: elevato numero di singoli filamenti (120-300) di piccola sezione; rispetto ai tessuti in monofilamento, i “multifilamento” risultano meno impiegati a causa della maggior quantità d’aria trasportata, del maggior assorbimento di acqua e della facilità con cui lo sporco vi rimane intrappolato
Figura 35 – “Tipi e forme di filato”
Le strutture più comuni, per tessuti in monofilamento, risultano essere: - ad 1 strato
- ad 1 ½ strato - a 2 strati - a 2 ½ strati
- a spirale: costituita da spirali in monofilamento, ad avvolgimento destro o sinistro, agganciate l’una all’altra tramite un monofilamento trasversale; offre numerosi vantaggi, tra cui: elevata permeabilità, assoluta stabilità dimensionale, elevata superficie di contatto, facilità di montaggio ed assenza di giunzione (cerniera).
La durata delle tele essiccatrici viene ridotta, generalmente, dal valore elevato dei seguenti fattori: velocità di rotazione e temperatura dei cilindri, grado di acidità della carta (idrolisi), umidità, tensione e danni meccanici; quando la resistenza (rigidezza) residua della tela scende a circa il 25% della resistenza (rigidezza) iniziale (stimata, quest’ultima, in circa 700-3600 N/cm), si riduce notevolmente la stabilità dimensionale, diminuisce l’efficienza del processo di asciugatura ed aumentano danneggiamenti e marcature del foglio, si procede alla sostituzione della tela in opera con una nuova. Non avendo a disposizione metodi non distruttivi, per valutare la perdita di resistenza e gli altri parametri di usura prima citati, si esegue la sostituzione con intervalli di tempo dettati dall’esperienza.
La continua ricerca di aumentare la produttività e la necessità di sostituire velocemente le tele
essiccatrici senza dover smontare parte dei rulli guida, ha fatto sì che le tele “tubolari” (chiuse) siano state sostituite con le cosiddette tele “con giunzione” (aperte): queste ultime consentono di montare la tela aperta e di chiuderla ad anello, una volta alloggiata sui rulli guida, tramite l’inserimento di un filo di plastica nel sistema di chiusura (cucitura).
