INTRODUZIONE
La crescente carenza di risorse idriche ed energetiche sta spingendo i settori di ricerca del mondo ceramico a guardare verso nuove modalità produttive, capaci di limitare non solo i consumi di materie prime ed energia, ma anche i costi di produzione, per salvaguardare la competitività dei prodotti. La preparazione degli impasti è notoriamente una delle fasi più critiche dal punto di vista del consumo idrico ed energetico, ed è proprio su questa fase che si sta maggiormente concentrando l’attenzione delle aziende ceramiche e la ricerca del comparto tecnologico.
Ecco spiegato brevemente il rinnovato interesse verso la preparazione degli impasti per via secca, procedimento che si è sempre dimostrato più economico, se paragonato ai processi ad umido. Sarebbe però riduttivo limitare la nostra analisi agli aspetti puramente economici. L’introduzione di nuovi sistemi per la macinazione e la gestione delle polveri permette oggi di pensare alla preparazione a secco anche in relazione a prodotti di alta qualità tecnica ed estetica sia in mono che in bicottura, fino ad arrivare alla realizzazione di piastrelle in gres porcellanato con caratteristiche analoghe a quelle prodotte con processo ad umido.
PER UNA NUOVA MACINAZIONE A SECCO
La ricerca LB, condotta in collaborazione con importanti istituti nazionali e internazionali, ha permesso di innovare il processo di macinazione a secco per la preparazione degli impasti ceramici, tecnologia che da molti anni non registrava avanzamenti significativi. Come già avvenuto nel campo della produzione di gres porcellanato, l’impegno di LB apre nuovi orizzonti applicativi al concetto di macinazione a secco
La linea di macinazione pensata da LB introduce una serie di miglioramenti in tutte le fasi più significative del processo e, in particolare, elabora un nuovo sistema di lavoro per quanto riguarda la MACINAZIONE, l’UMIDIFICAZIONE e l’ALIMENTAZIONE PRESSA, semplificando le singole operazioni e permettendo, nello stesso tempo, di raggiungere risultati qualitativamente eccellenti.
Questi in sintesi i punti di forza del VERTICAL MILLING SYSTEM:
-RAZIONALITA’ - Impiantistica funzionale e compatta, con conseguente razionalizzazione degli spazi utilizzati
-AFFIDABILITA’ - Avanzata automazione, garanzia di un funzionamento affidabile e di qualità costante del prodotto finito
-ECONOMICITA’ - Importante riduzione dei consumi energetici (sia termici che elettrici), contenimento dei costi di gestione e degli interventi di manutenzione.
IL DOSAGGIO DELLE MATERIE PRIME
La prima fase di lavoro riguarda il dosaggio delle materie prime che compongono l’impasto. La linea elaborata da LB prevede l’installazione di una serie di sistemi di alimentazione per l’estrazione e la pesatura in continuo delle materie prime. Sono previsti inoltre sistemi per il carico e il dosaggio di materiali inerti.
Il sistema prevede il monitoraggio e la gestione in tempo reale del processo di pesatura per garantire caratteristiche costanti alla miscela pre-determinata.
Una volta completato il dosaggio delle materie prime, la miscela transita attraverso un accurato sistema di metal detection e deferrizzazione per eliminare eventuali materiali estranei.
STABILIZZAZIONE MATERIE PRIME
Prima della fase di macinazione può essere previsto il transito dell’impasto attraverso uno stabilizzatore dimensionale. L’impianto prevede l’utilizzo di un sistema in grado di stabilizzare la miscela all’interno di un range granulometrico predeterminato in modo da garantire efficienza e costanza alla successiva fase di macinazione. Il sistema proposto da LB è particolarmente idoneo per lavori gravosi e per capacità produttive rilevanti.
MACINAZIONE (RAFFINAZIONE)
Il processo di raffinazione delle polveri viene realizzato per mezzo del mulino verticale a rulli di ultima generazione “MRV”. Equipaggiato con rulli macinanti in pressione idraulica operanti su una pista in rotazione ed un separatore granulometrico di tipo dinamico in uscita, MRV permette di raggiungere capacità produttive fino a 40 ton/h effettive (materiale pesato).
Le caratteristiche costruttive e le modalità operative del sistema permettono l’impiego contemporaneo di materiali diversi tra loro (argille, carbonati, feldspati, inerti, ecc.) con caratteristiche assai differenti anche in termini di durezza, garantendo la realizzazione di un composto costantemente omogeneo e in linea coi valori granulometrici richiesti.
Il mulino MRV consente una grande flessibilità produttiva con possibili variazioni di granulometria a partire da 20 micron. La possibilità di raggiungere granulometrie molto ridotte offre numerosi vantaggi:
- eliminazione dei problemi dovuti alla presenza di inquinanti, sia organici che
inorganici, nelle materie prime;
- miglioramento delle caratteristiche meccaniche del prodotto finale;
- miglioramento delle caratteristiche estetiche superficiali del manufatto.
L’esclusiva finezza di macinazione consentita dal sistema MRV è un punto di partenza fondamentale per la realizzazione di prodotti ad elevato contenuto tecnico ed estetico, e condizione imprescindibile per la produzione di materiali ad alta greificazione (gres porcellanato).
Le fasi del processo operativo del mulino MRV sono le seguenti:
1 - Il materiale viene dosato da un otturatore modulante e depositato sulla pista in rotazione (freccia gialla)
2 - I rulli macinanti esercitano un’azione verticale di schiacciamento. La forza applicata è controllata da un circuito idraulico autoregolato (freccia verde)
3 – La depressione interna trasporta il materiale macinato verso il separatore dinamico a settori orientabili (freccia rossa).
4 - Il separatore dinamico effettua la classificazione granulometrica del materiale macinato (freccia blu).
5 - II materiale in uscita attraversa uno speciale filtro di processo, in cui avviene la separazione aria-polveri (freccia azzurra).
IL PROCESSO DI UMIDIFICAZIONE E GRANULAZIONE DELLE POLVERI
Com'è noto il controllo e la gestione dell’umidità rappresenta uno degli aspetti critici del processo di macinazione a secco. Nei laboratori di ricerca LB è stato messo a punto un innovativo processo in grado di ovviare ai limiti dei sistemi tradizionali. La linea produttiva introduce per la prima volta il sistema EASY WET LINE, specificamente pensato per una gestione “intelligente” delle fasi di
umidificazione. Le polveri, che hanno preventivamente subito una attenta selezione granulometrica, vengono pesate in continuo grazie al nastro UNIRANGE NPC, sul quale viene installato un sistema di rilevamento del contenuto di umidità denominato MOISTREAM. Sulla base del contenuto di umidità delle polveri viene determinata la quantità di acqua che deve essere aggiunta all’impasto.
Polveri ed acqua vengono immessi nel sistema di umidificazione e granulazione “GRC”. Contrariamente ai sistemi verticali tradizionali, che per loro struttura non permettono una appropriata bagnatura del fine, il sistema GRC, operando in continuo con sviluppo orizzontale, migliora sensibilmente la qualità delle polveri, fornendo in uscita un composto estremamente omogeneo con caratteristiche fisiche simili a quelle di un prodotto atomizzato e quindi più semplice da gestire in fase di pressatura.
Il materiale da trattare viene immesso nel GRC tramite un sistema di alimentazione che provvede al dosaggio costante e continuo; ha poi inizio nella sezione cilindrica orizzontale, posta in rotazione continua, il processo di umidificazione/granulazione, per proseguire poi con il passaggio del materiale nella seconda parte del GRC, la cui particolare forma sinusoidale favorisce l’omogeneizzazione del materiale e la modellazione sferica del granulo.
DOSAGGIO E ALIMENTAZIONE PRESSA
Una volta raggiunto un corretto livello di umidità, le polveri vengono stoccate fino al momento del loro utilizzo alla pressa.
La fase di alimentazione pressa rappresenta un ulteriore momento critico del processo, dove primeggia la grande esperienza LB, maturata con anni di ricerca e sviluppo in questo campo.
L’azienda ha messo a punto un innovativo carrello di alimentazione specificatamente pensato per il caricamento dello stampo pressa con polveri macinate a secco.
Il carrello è attrezzato con uno speciale dispositivo mobile per il caricamento omogeneo delle polveri. E’ inoltre previsto un selettore granulometrico a protezione dello stampo pressa.
Il nuovo sistema di alimentazione consente una maggiore velocità di caricamento senza compromettere la perfetta geometria del prodotto ceramico.
CONCLUSIONI
L’industria ceramica si trova oggi a competere in un contesto internazionale sempre più complesso, dove costi di produzione e qualità di prodotto sono i termini di un’equazione di non facile soluzione, ma il cui risultato può determinare il successo o l’insuccesso sia sui mercati tradizionali che su quelli emergenti.
La ricerca tecnologica ha offerto negli anni un contributo prezioso all’industria ceramica, fornendo soluzioni capaci di migliorare gli aspetti legati al ciclo produttivo ed esaltando le qualità tecnico-estetiche dei prodotti. Oggi è necessario che vengano proposte soluzioni innovative in grado di rispondere efficacemente alle esigenze di risparmio idrico ed energetico, in una logica sia di contenimento dei costi di produzione che di riduzione dell’impatto ambientale.
Coerentemente con la propria storia, LB si conferma all’avanguardia della tecnologia ceramica proponendo oggi un innovativo processo di macinazione a secco degli impasti ceramici. VERTICAL MILLING SYSTEM è la soluzione al problema, mai così attuale, di coniugare costi di produzione e prodotti ceramici di alta qualità.