Incollaggio industriale bobine carta: arriva l’automazione. Massima efficienza, zero stop.

In questo articolo:

• Un nuovo approccio alla soluzione: l’identificazione del problema
• Toscotec: dall’Italia, la carta che fa il giro del mondo
• Come vincere una gara di velocità
• Un’idea di automazione
• Una soddisfazione che diventa standard

Un nuovo approccio alla soluzione: l’identificazione del problema

Nelle filiere produttive dell’industria cartaria, le operazioni di incollaggio industriale rappresentano spesso una parte essenziale del processo.

Un’attività, quella dell’incollaggio industriale, apparentemente accessoria. Eppure proprio quell’unico momento può essere la causa di un fermo produzione con conseguenze drastiche, se l’erogazione del collante tecnico o la sua spalmatura manuale da parte di un operatore incontrano una difficoltà.

La disponibilità sul mercato di collanti tecnici sempre più sofisticati e progettati per impieghi specifici non può infatti arrestare il verificarsi di un problema meccanico, quale ad esempio un’applicazione irregolare o una mancata fuoriuscita di materiale da un ugello nel caso in cui la colla si sia seccata.

In questa case history vi mostreremo come i nostri sfigasolver abbiano trovato il modo di automatizzare completamente il processo di incollaggio industriale e, attraverso questo, efficientare tutto il sistema.

Una soluzione che arriva in seguito all’identificazione stessa del problema da parte dei nostri consulenti ingegneristici.

Movingfluid è stata infatti messa di fronte a un impianto apparentemente senza esigenze particolari o necessità di ottimizzazioni, con la sfida di cercare qualcosa che potesse essere migliorato. Sfida vinta!

Il valore aggiunto dell’intervento di Movingfluid in questo affiancamento consiste proprio nell’avere saputo individuare nell’operazione di incollaggio – pericolosa e affidata all’uomo – la parte più critica di tutto il processo, quella con il rischio di mancata produttività più alto.

Intervenire in questa fase ha significato assicurare al cliente la possibilità di realizzare macchinari completamente autonomi, dotati di maggiore sicurezza e consumi ridotti. Una vera e propria novità che, con la firma Toscotec, è determinata a caratterizzare il futuro produttivo del settore tissue.

Toscotec: dall’Italia, la carta che fa il giro del mondo

Con Toscotec siamo in presenza di uno tra i più prestigiosi marchi italiani nel settore del tissue converting.

Fondata nel 1948 a Lucca, cuore del distretto nazionale della carta, il gruppo Toscotec impiega oggi circa 180 dipendenti, con uffici commerciali in Cina e Nord America, per un fatturato annuo di circa 150 milioni di euro. La recente acquisizione da parte del gruppo tedesco Voith GmbH consolida una storia fatta di successi, aprendo le porte a nuovi mercati e opportunità di crescita.

Nel dettaglio, Toscotec è specializzata nella progettazione e produzione di progetti chiavi in ​​mano, linee complete, ricostruzioni di impianti e ricambistica per l’industria del tissue, della carta e del cartone. Sistemi caratterizzati da tecnologia all’avanguardia e ampie possibilità di personalizzazione, che puntano alla massima efficienza produttiva, con consumi e costi operativi ridotti e una garanzia di prodotti finiti di altissima qualità. Il valore commerciale di una linea completa Toscotec può arrivare a sfiorare i 10 milioni di euro.

Il lavoro di queste macchine, così complesse, consiste nella trasformazione della polpa cartaria da materiale fibroso lignocellulosico a foglio di carta vergine. Il prodotto finale viene quindi avvolto intorno a una bobina madre larga circa 5 metri, lunga 60 e del peso di alcune tonnellate, da destinarsi – dopo un’ulteriore lavorazione – ad uso domestico.

Proprio l’incollaggio del lembo finale di questa ingombrante bobina, necessario per effettuare una chiusura che ne eviti lo srotolamento, è il focus dell’intervento migliorativo di Movingfluid.

In un contesto di tanta eccellenza tecnologica, questo unico dettaglio fuori controllo non sfugge infatti all’occhio attento dei nostri consulenti ingegneristici i quali, focalizzata la debolezza, provvedono immediatamente a studiare un automatismo atto a garantire l’efficienza ininterrotta del sistema.

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Come vincere una gara di velocità

AHEAD è l’impianto di lavorazione della carta che Movingfluid è chiamata ad analizzare.

Interamente costituito da macchine Toscotec, AHEAD si estende per una lunghezza di circa 100 metri ed è completamente customizzabile, grazie alla sua flessibilità di configurazione, perfettamente adattabile alle richieste del cliente e alle condizioni operative.

La sua capacità produttiva varia tra le 80 e le 250 tonnellate di carta al giorno, generate alla velocità impressionante di 1.500-2.200 metri al minuto.

Per ogni ora del suo funzionamento, sono tre i rotoli di carta che richiedono l’intervento manuale di un operatore per essere tagliati, incollati a mano e rimossi dal rullo. Un rotolo ogni 20 minuti. Una frequenza tale da impedire al lavoratore di potersi dedicare a qualsiasi altra attività, non potendosi distrarre da questo compito ripetitivo, pericoloso e di altissima responsabilità.

Per i nostri sfigasolver, una vera e propria gara di velocità!

L’analisi situazionale svolta da Movingfluid sull’impianto AHEAD in funzione ha rilevato le seguenti principali criticità:

1 – Sicurezza per il personale

Problema di sicurezza per l’operatore, identificato nel momento in cui è richiesta la sua presenza al fine di:

• azionare una lama per tagliare la carta sulla macchina di laminazione. A seguito di questa azione la bobina, resa indipendente dal taglio, continua infatti ad avvolgersi su se stessa con una forza rotatoria impressa altamente pericolosa e con una massa di diverse tonnellate da governare, difficilissima da manipolare. Per questo, tutte queste operazioni richiedono di essere svolte nella massima lentezza.
• spalmare uno strato di colla sul lembo terminale della carta – spruzzando la sostanza adesiva con una pistola collegata a un serbatoio sottopressione da 10 litri – per chiudere il rotolo e avviarlo verso le successive fasi di imballaggio, spedizione e vendita.

2 – Efficienza produttiva

Un’applicazione così configurata si rivela altamente inefficiente, oltre che inaffidabile. Nel caso in cui durante l’operazione sopra descritta qualcosa andasse storto, le ripercussioni a livello produttivo ed economico sarebbero ingenti. Una pistola otturata, un serbatoio sporco, un prodotto non ben miscelato sono sufficienti a interrompere tutto il ciclo.

Con macchine energivore come questa, in cui i rulli devono essere costantemente riscaldati a temperature molto elevate, uno stop di produzione è davvero una sfiga enorme. Evitarla non ha prezzo.

Ecco perché la completa automazione del processo di incollaggio industriale pensata e realizzata da Movingfluid ha rappresentato un plus apprezzatissimo in questo contesto produttivo.

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Un’idea di automazione

La nostra competenza nell’ambito del pompaggio ci ha permesso di elaborare un’idea in grado di superare entrambi i limiti individuati. Le pompe ARO®, di cui siamo distributori e promotori da oltre 30 anni, si sono dimostrate ancora una volta alleate preziose per la configurazione di un sistema efficace e personalizzato.

Abbiamo quindi proposto una soluzione di incollaggio industriale basata su test, secondo la famosa “prova di fattibilità” introdotta nel mercato 30 anni fa: “Se fa quello che dico, la macchina è tua. Altrimenti è mia.”

Un approccio che Movingfluid da sempre adotta nei confronti dei clienti, anticipando ogni spesa di progettazione e prototipia.

Da un sistema di incollaggio semiautomatico…

Movingfluid ha identificato come prioritaria la messa a punto di un sistema di spruzzatura colla che garantisse una conservazione ottimale della sostanza adesiva, evitando che il fluido potesse seccarsi e garantendone al tempo stesso una densità uniforme, priva di depositi sul fondo.

A questo scopo, Movingfluid ha introdotto nel ciclo produttivo una Pompa ARO® 4:1 in acciaio inox, con serbatoio da 40 litri e agitatore pneumatico. In tal modo è stato possibile:

• azzerare la possibilità di essiccazione del liquido, evenienza particolarmente frequente nei paesi più caldi
• ridurre la frequenza dei rabbocchi, offrendo un’autonomia di alcuni giorni (colla necessaria: 7,5 litri al giorno. Frequenza rabbocchi: 1 volta ogni 5 giorni).

Alla pompa è stata quindi collegata una pistola manuale, in grado di spruzzare più efficientemente sulla bobina e garantirne la perfetta incollatura (colla utilizzata: Ecofix Voith, con viscosità 2.300 cPs e densità 1,1).

In seguito a esito positivo di questa prima prova basata sull’utilizzo di un sistema semiautomatico di incollaggio bobine, abbiamo prospettato a Toscotec la possibilità di raggiungere un ulteriore livello: la completa automazione del processo, escludendo la presenza dell’operatore.

Prospettiva sposata dal cliente, che ne ha da subito colto tutto il potenziale.

…a un’automazione completa

Movingfluid ha quindi realizzato un impianto di incollaggio industriale completamente automatico composto da un armadio chiuso in acciaio inossidabile, contenente:

• una pompa ARO® 45:1 in inox per spruzzare colla
• una pompa ARO® 4:1 in inox per lavare ad acqua
• un serbatoio da 100 litri con agitatore pneumatico
• un Sistema Pneumatico di Controllo (SMC), in grado di azionare in modo indipendente le due pompe e l’agitatore, pilotato a distanza dalla cabina Toscotec di controllo.
• un regolatore di pressione DS, regolato manualmente
• due pistole a molla automatiche accoppiate e collocate su una base in comune, in modo da consentire il lavaggio ad acqua immediato dell’ugello dopo la spruzzatura. Queste pistole, montate su un meccanismo ad alta velocità, sono in grado di coprire fino a 700 mm di spruzzatura orizzontale in circa 1,6 secondi.

Aspetto non secondario: l’impianto è stato dotato di un sistema di sicurezza. Avvicinarsi o intervenire su di esso in presenza di pressioni così elevate esporrebbe infatti l’operatore a un alto rischio. Per questo, il circuito è stato predisposto per consentire una riduzione di pressione in caso di necessità.

Infine, l’intero sistema è stato da noi corredato da manuali CE in italiano e in inglese specificamente redatti, stante il fatto che l’assistenza di Movingfluid ai propri clienti è sempre garantita.

Una soddisfazione che diventa standard

L’impianto di incollaggio automatico per bobine di carta suggerito e realizzato da Movingfluid per Toscotec ha incrementato notevolmente la qualità e la velocità delle operazioni, arrivando ad applicare con successo circa 160 cc di colla in 1,6 secondi, su una superficie orizzontale di 2.600 mm di larghezza per 3 volte all’ora!

Questi i principali vantaggi apportati:

• maggiore sicurezza, senza un operatore in prossimità di un dispositivo di laminazione in funzione
• maggiore qualità, grazie all’affidabilità e alla coerenza dell’operazione di spruzzatura automatica
• riduzione consumi e azzeramento tempi morti: l’esatta conoscenza della quantità di colla impiegata per ogni ciclo consente il controllo costante del livello e il riempimento del dispositivo in anticipo, senza sprechi e tempi morti
• operatività a distanza: il supervisore della macchina principale controlla anche la spruzzatura
• ridotta necessità di manutenzione: l’impianto è autopulente, con un minimo quantitativo di acqua necessaria (300 cc/h = 7,2 litri al giorno, da smaltire in loco).
• tempo di lavoro manuale ridotto

Il cliente, estremamente soddisfatto, ha standardizzato la soluzione: l’impianto di spruzzatura automatico verrà offerto ai clienti Toscotec in accompagnamento a ogni nuova linea di lavorazione.

Un valore aggiunto che molte aziende del settore carta e tissue stanno riconoscendo, considerando che nel 2021 sono già 7 gli impianti di incollaggio automatico richiesti e per il 2022 sono numerosi gli ordini pervenuti.

Ancora una volta i nostri sfigasolver hanno vinto una bella sfida, mettendosi in gioco e senza mai approcciare una situazione con soluzioni standard da vendere.

Al contrario: saranno forse le soluzioni fornite a diventare nuovi standard per il cliente: quando si vede il futuro, è difficile tornare indietro.

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