I sensori di consistenza misurano in continuo la concentrazione di fibra nella pasta di cellulosa, cioè la percentuale in peso di fibra secca sospesa nell'acqua di processo. In cartiera la consistenza governa il dosaggio della fibra, l'efficienza di raffinazione e cottura e, a valle, la grammatura e la qualità del foglio. Una misura inline, installata direttamente sulla tubazione, sostituisce il campionamento manuale e restituisce al sistema di controllo un valore aggiornato in tempo reale. I trasmettitori ottici di consistenza non hanno parti in movimento a contatto con il flusso e non richiedono manutenzione periodica. Alcune versioni affiancano alla consistenza un secondo parametro di qualità della fibra. Gli ingegneri Luchsinger supportano la scelta dello strumento e del punto di installazione.
La misura ottica della consistenza si basa sulla retrodiffusione della luce. Una sorgente LED invia impulsi luminosi nella sospensione e un rivelatore misura la quota di luce diffusa all'indietro dalle fibre: al variare della concentrazione cambia l'intensità del segnale. La curva di risposta si tara su campioni della stessa pasta analizzati in laboratorio. Il principio è affine a quello degli strumenti ottici dedicati alla torbidità dei liquidi di processo, ma è calibrato sulla fibra anziché sulle particelle fini.
I trasmettitori di consistenza si installano nei punti in cui la concentrazione della pasta deve restare stabile: uscita dei pulper, casse di miscela, alimentazione dei raffinatori, linee di cottura e sbianca, circuito di testa della macchina continua. Una consistenza controllata riduce la variabilità di grammatura e i consumi di acqua ed energia. Sulle stesse linee lavorano i trasmettitori di pressione per il controllo di processo. In chimica, alimentare e trattamento acque l'applicabilità va valutata caso per caso.
Il primo criterio è il numero di grandezze da misurare. Quando serve regolare la sola concentrazione di fibra, per esempio nel controllo di diluizione, è sufficiente un trasmettitore di consistenza. Nei processi di cottura e raffinazione può essere utile rilevare nello stesso punto anche il numero Kappa, indice della lignina residua, oppure la lunghezza della fibra. Contano poi il campo di consistenza da coprire, il diametro della tubazione, la connessione al processo e l'integrazione con il sistema di controllo.
Ogni linea ha condizioni proprie di concentrazione, temperatura e velocità del flusso, che incidono sulla scelta e sull'installazione dello strumento. Gli ingegneri Luchsinger analizzano il punto di misura, aiutano a definire la configurazione adatta e danno indicazioni sulla taratura con i campioni di laboratorio. Descrivici l'applicazione per ricevere un parere tecnico.
La consistenza è la percentuale in peso di fibra secca contenuta in una sospensione di pasta e acqua. Una consistenza del 3%, per esempio, indica 3 kg di fibra ogni 100 kg di sospensione. È il parametro di base per dosare la fibra lungo il processo cartario e influisce su grammatura, formazione del foglio ed efficienza delle macchine.
I sensori di consistenza ottici non hanno parti in movimento immerse nel flusso: la misura avviene con la luce, attraverso l'elemento ottico a contatto con la pasta. Per questo non richiedono la manutenzione periodica tipica degli strumenti meccanici. Resta necessaria la verifica della taratura con campioni di laboratorio, con una frequenza che dipende dal processo.
Il numero Kappa esprime il contenuto residuo di lignina nella pasta dopo la cottura: valori alti indicano una delignificazione meno spinta. Misurarlo in linea insieme alla consistenza permette di regolare la cottura e il consumo di reagenti di sbianca senza attendere le analisi di laboratorio, riducendo la variabilità della pasta in uscita.
Un trasmettitore di consistenza si installa sulla tubazione di processo, in un tratto con flusso pieno e stabile, lontano da curve, pompe e punti di diluizione che creano disomogeneità. Le posizioni tipiche sono l'uscita dei pulper, l'alimentazione dei raffinatori e le casse di miscela. Il punto scelto deve rappresentare la pasta che si vuole regolare.
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