Misura umidità nella produzione di carta: pasta, foglio, calandratura

Q: Perché misurare l'umidità nella produzione di carta?

L'umidità è il parametro qualitativo principale del processo cartario. Influisce su: resistenza meccanica del foglio (un foglio troppo secco è fragile, troppo umido si deforma), stabilità dimensionale (variazioni di umidità causano gualcimento, ondulazione, blocchi in stampa), runnability su macchine da stampa o confezionamento (richiesto solitamente 5-7% di umidità), efficienza energetica del processo di asciugatura (la fase di drying è la voce di costo più alta in cartiera, fino al 30-40% del costo energetico totale). Il controllo continuo permette di centrare il setpoint riducendo scarti, energia, fermi macchina.

Q: Dove si misura l'umidità in cartiera?

I punti tipici di misura sono quattro. (1) Ingresso digestore pasta-carta: cippato di legno alimentazione, 35-55% di contenuto d'acqua, per dosaggio reattivi chimici (NaOH, Na2S nel processo Kraft). (2) Uscita seccheria della macchina continua: foglio dopo l'ultima cilindrata calda, target tipico 4-8% per carta da stampa, 6-9% per carta tissue. (3) Pre-calandratura: il controllo umidità immediatamente prima della calandra è critico per ottenere lucentezza e liscezza superficiale corrette. (4) Magazzino bobine: spot-check sulla bobina finita per controllo qualità e specifica cliente. Per le misure (2), (3) e (4) la tecnologia di riferimento è il sensore a microonde a contatto diretto col foglio.

Q: Quale modello Ludwig è indicato per la cartiera?

Per il foglio in macchina continua e calandratura il modello indicato è il Ludwig FL-WAPP standard a contatto diretto. Per applicazioni con cippato di legno in ingresso digestore si usa la stessa famiglia FL-WAPP, eventualmente con testa exchangeable se il cippato è particolarmente abrasivo. Per controlli puntuali in magazzino bobine o laboratorio di controllo qualità è disponibile il FL-ProfiCheck portatile, che permette spot-check rapidi senza interfaccia col PLC. Tutti operano in banda ISM 433 MHz con calibrazione specifica per il tipo di carta (kraft, tissue, patinata, cartone). Fascia prezzo per singolo punto di misura: 4.000-5.000 € comprensiva di kit di installazione.

Q: L'umidità del foglio influisce sulla calandratura?

Sì, in modo critico. Il processo di calandratura (passaggio del foglio attraverso cilindri lisci a temperatura e pressione controllate) richiede un'umidità di processo specifica per ottenere il livello di lucentezza, liscezza e densità desiderato. Un foglio troppo secco produce calandratura insufficiente, lucentezza bassa, possibile rottura per fragilità. Un foglio troppo umido produce eccesso di compattazione, perdita di volume specifico, possibili maculature. Il setpoint tipico pre-calandratura è 5-8% di umidità, ma varia per tipologia di carta. La misura online microonde permette regolazione fine in retroazione del water-spray finale.

Q: Esiste una normativa di riferimento per l'umidità della carta?

Sì. La norma ISO 287 (carta e cartoni) e UNI EN 20287 definiscono il metodo gravimetrico di riferimento per la determinazione dell'umidità nella carta: essiccazione a 105°C ± 2°C fino a peso costante. Le specifiche commerciali per ogni tipologia di carta riportano l'umidità di consegna come parametro qualitativo, tipicamente con tolleranza ±0,5-1% sul valore nominale. La norma ISO 187 specifica le condizioni di condizionamento del campione (23°C, 50% umidità relativa) per il test. I sensori online microonde devono essere calibrati con riferimento al metodo gravimetrico ISO 287 raccogliendo 8-10 campioni a diverse umidità nel range operativo della cartiera.

Applicazione · Industria cartaria, cellulosa, cartone ondulato

Umidità: il parametro che governa qualità, runnability ed efficienza energetica

Nel processo cartario l'umidità è il parametro qualitativo dominante: incide sulla resistenza meccanica del foglio, sulla stabilità dimensionale (gualcimento, ondulazione, blocchi in stampa), sulla runnability su macchine di stampa o confezionamento del cliente, e sull'efficienza energetica del processo di asciugatura — la voce di costo più alta in cartiera (fino al 30-40% del costo energetico totale).

Una misura online continua con sensori a microonde a contatto diretto permette di regolare in retroazione il water-spray finale e l'asciugatura, riducendo gli scarti per fuori-specifica, ottimizzando il consumo di vapore nei cilindri seccatori e centrando il setpoint commerciale su ogni bobina prodotta.

MCA Strumentazione Industriale fornisce in Italia sensori microonde Ludwig serie FL-WAPP per la misura umidità nei punti critici della cartiera, con consulenza tecnica per la scelta del modello, del punto di installazione e per la calibrazione iniziale sul tipo di carta prodotta (kraft, tissue, patinata, cartone, cartoncino, packaging).

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Processi target Parametri da misurare Punti di installazione Modelli Ludwig consigliati Norme di riferimento Approfondimenti FAQ

misura umidità foglio cartario su macchina continua con sensore microonde a contatto

Processi cartari target

La misura online di umidità è applicata in 4 macro-processi della filiera cartaria, ognuno con criticità specifiche, target di umidità diversi e impatto economico distinto.

Pasta-carta (digestori kraft, sulfite, semi-chemical): il cippato di legno in alimentazione del digestore deve avere umidità nota per dosare correttamente i reattivi chimici. Errore di misura significa eccesso di chemicals (costoso) o sottodosaggio (resa scarsa, qualità polpa bassa). Range tipico ingresso: 40-55% di contenuto d'acqua. Vedi anche l'applicazione biomasse e legno per il dettaglio della misura cippato.
Macchina continua (uscita seccheria): il foglio deve uscire dall'ultima cilindrata calda con un'umidità target. Per carta da stampa il target è 4-8%; per carta tissue 6-9%; per cartone teso 6-10%. Una variazione del 1% sul target finale comporta penalizzazioni commerciali per fuori-specifica.
Pre-calandratura: il controllo umidità immediatamente prima della calandra (sezione di "soft calandering" o "supercalandering") è critico per ottenere il livello di lucentezza, liscezza e densità superficiale corretti. Setpoint tipico: 5-8% di umidità. Foglio troppo secco: lucentezza bassa, fragilità, rotture; foglio troppo umido: eccesso di compattazione, maculature.
Magazzino bobine / spedizione: spot-check di umidità sulla bobina finita per controllo qualità conformità alle specifiche cliente, certificazione, tracciabilità batch. Tipicamente con strumento portatile FL-ProfiCheck.

Parametri critici da misurare

Umidità del foglio (% w/w)

Range tipico 4-12% per carte standard, 6-15% per cartone, 30-50% per pasta semi-secca. Riferimento gravimetrico ISO 287 (105°C ± 2°C fino a peso costante).

Contenuto d'acqua del cippato

Per ingresso digestore: 40-55% di contenuto d'acqua. Riferimento UNI EN ISO 18134 per misura su biomasse legnose.

Profilo trasversale del foglio

Per macchina continua di larghezza grande (5-10 m): scanning trasversale per verificare uniformità di umidità tra bordo e centro foglio.

Temperatura del foglio

40-90 °C tipica all'uscita seccheria, fino a 120 °C in calandratura. I sensori FL-WAPP includono compensazione temperatura attiva via termocoppia integrata.

Grammatura (g/m²)

Da 25 g/m² (tissue) a 350+ g/m² (cartone). Influenza la calibrazione del sensore microonde per la profondità di penetrazione efficace nel foglio.

Tipo di carta / fibra

Kraft, tissue, patinata, cartoncino multistrato, packaging riciclato. Le costanti dielettriche cambiano con il tipo di fibra (vergine, riciclata) e con eventuali patinature.

Punti di installazione tipici in cartiera

Punto del processo	Range umidità	Tecnologia / modello consigliato
Cippato ingresso digestore (chip silo)	40-55%	FL-WAPP a contatto su scivolo / nastro
Uscita seccheria macchina continua	4-12%	FL-WAPP a contatto col foglio
Pre-calandratura (soft / super calander)	5-8%	FL-WAPP a contatto col foglio
Pope reel (avvolgimento bobina)	4-10%	FL-WAPP a contatto col foglio
Magazzino bobine / spedizione	4-10%	FL-ProfiCheck portatile per spot-check
Linea ondulato (corrugatore)	6-10%	FL-WAPP a contatto col foglio singolo
Pulper / linea pasta riciclata (DIP)	10-50%	FL-WAPP a contatto, calibrazione specifica

Modelli Ludwig consigliati per cartiera

Tutti i sensori Ludwig per la misura umidità in cartiera operano in banda ISM 433 MHz a contatto diretto col materiale. La famiglia di riferimento per la cartiera è la FL-WAPP, con varianti in funzione del punto di installazione:

FL-WAPP standard: per il foglio in macchina continua, pre-calandratura e pope reel. Montaggio a slitta dedicata sulla cartiera, con testa a contatto col foglio.
FL-WAPP exchangeable head: per il cippato in ingresso digestore se il materiale è particolarmente abrasivo (es. cippato secco, presenza di sabbia residua).
FL-WAPP High-Temperature: per misure post-calandratura o in zone della cartiera con temperatura del foglio fino a 130 °C.
FL-ProfiCheck / FL-ProfiCheck Advanced: portatili per controlli puntuali in magazzino bobine, contestazioni qualità, taratura, spot-check su singole bobine campione.
FL-Process Scan: per installazioni con vincoli geometrici stretti (sezioni della macchina dove non c'è spazio per montaggio standard).

La selezione del modello e la configurazione di installazione (slitta, supporto a parete, holder system) dipende dalla larghezza foglio, dalla velocità della macchina, dal punto del processo e dal sistema di automazione esistente (Honeywell QCS, ABB MillCare, Voith Process Suite, Valmet IQ). Chiedi una selezione tecnica gratuita a MCA.

Norme di riferimento

ISO 287 (UNI EN 20287) — Carta e cartoni: determinazione del contenuto di umidità con metodo gravimetrico (essiccazione 105 ± 2 °C fino a peso costante). È il metodo di riferimento per la calibrazione dei sensori online microonde.
ISO 187 — Condizioni standard di condizionamento del campione (23°C, 50% UR) per i test di umidità e proprietà meccaniche.
ISO 638 — Pasta e legno: determinazione del contenuto di sostanza secca con metodo gravimetrico.
UNI EN ISO 18134 — Biocombustibili solidi: contenuto d'acqua del cippato di legno (rilevante per ingresso digestore pasta-carta).
TAPPI T 412 — Standard americano equivalente a ISO 287, ancora utilizzato in capitolati Nord-America.
FEFCO Code 2.5 — Specifiche europee per il cartone ondulato (Federation Européenne des Fabricants de Carton Ondulé): umidità di consegna tipicamente 6-10% con tolleranze definite.
BAT Reference Document Pulp & Paper (BREF) — Documento europeo Best Available Techniques per impianti pasta e carta IPPC.

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Configurazione del sensore per la tua cartiera

Per dimensionare la soluzione di misura umidità in cartiera servono: tipologia di carta prodotta (kraft, tissue, patinata, cartone, ondulato), grammatura range, larghezza e velocità della macchina continua, punti di misura (uscita seccheria, pre-calandratura, ingresso digestore), sistema di automazione esistente (Honeywell QCS, ABB, Voith, Valmet), eventuali requisiti ATEX (linee con polveri o solventi), specifiche di taratura richieste.

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Domande frequenti

Perché misurare l'umidità nella produzione di carta?

L'umidità è il parametro qualitativo principale del processo cartario. Influisce su resistenza meccanica del foglio, stabilità dimensionale (gualcimento, ondulazione), runnability su macchine di stampa cliente (richiesto solitamente 5-7%), efficienza energetica dell'asciugatura (la fase più costosa, fino al 30-40% del costo energetico totale). Il controllo continuo permette di centrare il setpoint riducendo scarti, energia, fermi macchina.

Dove si misura l'umidità in cartiera?

Quattro punti tipici: (1) ingresso digestore pasta-carta (cippato 35-55%), (2) uscita seccheria macchina continua (target 4-8% carta da stampa, 6-9% tissue, 6-10% cartone), (3) pre-calandratura (target 5-8% per lucentezza/liscezza), (4) magazzino bobine (spot-check controllo qualità). Per i punti (2), (3) e (4) tecnologia di riferimento: sensore microonde 433 MHz a contatto diretto col foglio.

Quale modello Ludwig è indicato per la cartiera?

Per il foglio in macchina continua e calandratura: FL-WAPP standard a contatto diretto. Per cippato in ingresso digestore: stessa famiglia FL-WAPP, eventualmente con testa exchangeable per cippato abrasivo. Per controlli puntuali in magazzino bobine: FL-ProfiCheck portatile. Tutti operano in banda ISM 433 MHz con calibrazione specifica per il tipo di carta. Fascia prezzo: 4.000-5.000 € per singolo punto, kit installazione incluso.

L'umidità del foglio influisce sulla calandratura?

Sì, in modo critico. La calandratura richiede umidità di processo specifica per ottenere lucentezza, liscezza, densità desiderate. Foglio troppo secco: calandratura insufficiente, lucentezza bassa, possibile rottura per fragilità. Foglio troppo umido: eccesso compattazione, perdita volume specifico, maculature. Setpoint tipico pre-calandratura: 5-8% di umidità. La misura online microonde permette regolazione fine in retroazione del water-spray finale.

Esiste una normativa di riferimento per l'umidità della carta?

Sì. ISO 287 (UNI EN 20287) definisce il metodo gravimetrico di riferimento: essiccazione a 105°C ± 2°C fino a peso costante. ISO 187 specifica le condizioni di condizionamento del campione (23°C, 50% UR) per i test. Le specifiche commerciali per ogni tipologia di carta riportano l'umidità di consegna come parametro qualitativo, tipicamente con tolleranza ±0,5-1% sul valore nominale. I sensori online microonde devono essere calibrati con riferimento al metodo gravimetrico ISO 287.