Novità nella preparazione a secco: macinazione e microgranulazione
Ceramic World Review n.89 Ottobre-Dicembre 2010
La preparazione degli impasti ceramici è costituita da una serie di operazioni tese ad ottenere polveri di composizione omogenea, adatte alla pressatura e alla cottura con gli attuali cicli rapidi. A tal fine, le materie prime costituenti l’impasto devono essere ben miscelate e presentare una granulometria sufficientemente fine per sviluppare velocemente le trasformazioni che durante la cottura portano alla greificazione della massa ceramica. Le polveri devono presentare una distribuzione delle dimensioni, una morfologia dei grani e un grado di umidità tali da permettere una corretta compattazione durante la fase di formatura. Notoriamente, la preparazione degli impasti ceramici può avvenire per via umida o per via secca ed è proprio quest’ultima che sta riscontrando un rinnovato interesse da parte dei produttori, sempre più attenti al concetto di risparmio energetico e dei costi di produzione.
I vantaggi del processo a secco tradizionale
Infatti, i vantaggi del processo a secco, rispetto al tradizionale processo di preparazione ad umido delle polveri da pressatura, consistono principalmente in:
-minori costi energetici, soprattutto di energia termica;
-eliminazione dei costi del deflocculante e degli addittivi per regolare la reologia della barbottina prodotta con la macinazione ad umido;
- minori costi di manutenzione degli impianti;
- minore impatto ambientale del processo produttivo.
I limiti del processo a secco tradizionale
A fronte di tali vantaggi, il sistema di macinazione a secco tradizionale, che impiega mulini pendolari e mulini ad urto, presenta notevoli limiti tecnologici. In primo luogo, tali mulini non permettono di raggiungere il grado di finezza ottenibile con la macinazione ad umido nei mulini tamburlani a biglie; non consentono quindi di ottenere elevate superfici specifiche, tali da favorire la greificazione del materiale ceramico in cottura, e di eliminare eventuali impurezze grossolane contenute nell’impasto. Pertanto, il processo di macinazione a secco, condotto coi mulini tradizionali, non è adatto per la macinazione di impasti ceramici destinati alla produzione di prodotti greificati, quali le monocotture a basso assorbimento d’acqua e soprattutto il grès porcellanato, o porosi di alta qualità estetica, quali le monoporose. Inoltre, il processo di macinazione a secco tradizionale non è adatto per macinare impasti di materie prime di natura diversa, quali gli impasti cosiddetti “chiari”, costituiti da argille di grande purezza, a cui bisogna aggiungere sabbie e feldspati per costruire l’impasto ceramico. Infatti, nell’impasto macinato a secco coi mulini tradizionali avviene la disaggregazione delle particelle di differente peso specifico, per separazione gravitazionale, che non garantisce l’omogeneizzazione dell’impasto e quindi la costanza di qualità in funzione del buon utilizzo nel processo. In secondo luogo, le polveri prodotte col sistema di macinazione a secco tradizionale presentano maggiori problemi di pressatura, rispetto alle polveri atomizzate per essiccamento della barbottina macinata ad umido, sia per la minore scorrevolezza delle polveri nell’alveolo dello stampo, sia per la maggiore difficoltà di degasazione durante la compattazione. Il primo effetto è causato principalmente dalla morfologia del grano, che si presenta più irregolare e spigoloso di un grano di polvere atomizzata; il secondo effetto è dovuto alla distribuzione granulometrica della polvere che non è ottimale ai fini di una buona compattazione, includendo un notevole volume di aria tra le particelle. Tutto ciò limita l’utilizzo delle polveri preparate a secco col sistema tradizionale nella pressatura di formati di grandi dimensioni.
L’evoluzione della preparazione a secco
Tuttavia, considerati i notevoli vantaggi sopramenzionati, la macinazione a secco è stata oggetto negli utlimi anni di diversi studi e sperimentazioni, che hanno contribuito alla sua evoluzione tecnologica e permesso di sviluppare soluzioni impiantistiche innovative, colmando in gran parte le lacune presenti nel processo tradizionale. In particolare, LB ha perfezionato le proprie tecnologie, sperimentando, sviluppando e ottimizzando soluzioni impiantistiche mirate ai diversi tipi di impasti e di piastrelle ceramiche. Oggi è pertanto in grado di fornire una tecnologia che garantisce un’elevatissima qualità di prodotto finito e consente, contemporaneamente, di ridurre in maniera significativa i costi energetici e di produrre secondo criteri ispirati allo sviluppo sostenibile. I fattori che hanno determinato un notevole miglioramento del processo di preparazione a secco degli impasti ceramici sono stati :
- l’adozione di mulini a secco ad elevatissima efficienza che consentono di ottenere una finezza di macinazione paragonabile a quella dei mulini tamburlani ad umido, mantenendo una buona produttività;
- la successiva granulazione o microgranulazione delle polveri finemente macinate tramite un granulatore ad azione di agglomerazione per umidificazione.
La nuova macinazione
Per quanto riguarda la macinazione, LB ha scelto di utilizzare mulini verticali a rulli. I principali vantaggi che presentano questi mulini sono i seguenti:
- ingombri ridotti, a pari produttività, rispetto ai mulini tamburlani a biglie, grazie alla costruzione verticale;
- minore rumorosità sia riguardo ai mulini tamburlani a biglie, sia riguardo ai mulini pendolari;
- possibilità di adattare le forze macinanti alla macinabilità del materiale, grazie al sistema idraulico agente sui rulli;
- possibilità di effettuare simultaneamente nel mulino le operazioni di macinazione, omogeneizzazione, essiccamento, classificazione granulometrica e trasporto del materiale macinato;
- buon controllo dell’operazione di macinazione e ottenimento di una finezza di macinazione costante;
- minore usura dei corpi macinanti, grazie all’utilizzo di rulli di grande diametro, rispetto ai mulini pendolari;
- facilità di manutenzione, grazie al sistema di estrazione automatica dei rulli.
La microgranulazione
Il processo di granulazione delle polveri è adatto per prodotti che necessitano di una macinazione più fine dell’impasto per garantire superfici specifiche delle particelle adeguate al raggiungimento di una greificazione più spinta del materiale nei cicli rapidi di cottura, per ottenere una buona miscelazione dei componenti dell’impasto di natura diversa (impasti chiari) e per micronizzare eventuali inquinanti delle materie prime allo scopo di conferire qualità superficiale al prodotto finito. Pertanto è indispensabile per prodotti in monocottura a bassa porosità, grès porcellanato e monoporosa. LB si è però spinta oltre, perfezionando la tecnologia della granulazione a secco tradizionale, con la messa a punto di un processo di microgranulazione che consente di ottenere polveri di granulometria più grossa rispetto alle polveri semplicemente umidificate, senza i tagli grossolani dei granulati tradizionali. In tal modo le polveri presentano le caratteristiche positive dei granulati (buona scorrevolezza, maggiore densità del supporto pressato) e contemporaneamente riducono i problemi nell’ottenimento di una buona compattazione in pressatura e di una buona reattività in cottura.
Conclusione
In conclusione, LB ha perfezionato la tecnologia della preparazione a secco degli impasti; ha sperimentato, sviluppato e ottimizzato soluzioni impiantistiche mirate ai diversi tipi di impasti e di piastrelle ceramiche. Oggi è in grado di fornire una tecnologia che garantisce un’elevatissima qualità di prodotto finito e consente, contemporaneamente, di ridurre in maniera significativa i costi energetici e di produrre secondo criteri ispirati allo sviluppo sostenibile.