MCA Strumentazione Industriale – Bollate, Milano
Misura in linea dell'umidità della miscela vetrosa per ottimizzazione fusione e qualità prodotto
Applicazione · Industria del vetro
L'Italia ha cluster vetrari significativi: vetro cavo per imballaggio alimentare (Bormioli, O-I Italy, Vetropack, Verallia), vetro piano per edilizia e auto (Saint-Gobain, Pilkington), vetro speciale e vetro artistico industriale nel polo veneziano. Tutte queste produzioni partono da una miscela di materie prime — il glass batch — che viene fusa in fornaci a oltre 1.500 °C.
Le vetrerie sono tra gli impianti industriali più energivori in assoluto: una fornace consuma 4-7 GJ per tonnellata di vetro prodotto, con costi energetici che pesano per il 20-30% del costo totale di produzione. La misura accurata dell'umidità del batch e del cullet (rottame di vetro riciclato) è una leva diretta sui consumi energetici e sulla qualità del prodotto.
Questa pagina copre la tecnologia di misura in linea dell'umidità per le vetrerie industriali, le configurazioni tipiche italiane e l'impatto economico del controllo umidità sulla fornace.
Una vetreria industriale parte dalla preparazione del batch e arriva al vetro finito attraverso queste fasi:
La misura dell'umidità è particolarmente importante in due punti: uscita batch mixer (controllo della miscelazione) e nastro di alimentazione cullet riciclato (gestione variabilità).
Setpoint 2-4%. Aggiunta acqua nel batch mixer per omogeneità e riduzione polveri.
Umidità in arrivo 2-12% (variabile per condizioni meteo, stoccaggio, contaminanti).
Umidità tipica 0,5-2%, più stabile.
Umidità in arrivo 1-5% in funzione di provenienza e stagione.
Per la misura in linea dell'umidità in vetreria la tecnologia microonde a 433 MHz (banda ISM) è il riferimento. La gestione del cullet eterogeneo richiede sensori con calibrazioni multiple e teste robuste per il materiale tagliente (vetro frantumato).
Per misura su nastri di cullet riciclato. Cassa robusta, testa abrasion-resistant per gestire il vetro frantumato. Multi-calibrazione per cullet di colori diversi (bianco, verde, ambrato hanno permittività diverse).
Per controllo miscelazione e dosaggio acqua. Installazione su uscita mixer con feedback al PLC del dosatore acqua. Permette controllo automatico del setpoint umidità del batch composito.
Per vetrerie con misura in 3+ punti. Centralina che integra le misure di umidità batch, cullet, sabbia. Calcolo automatico del bilancio energetico previsto, allarmi su deviazioni dal setpoint.
Per misura in zone calde dell'impianto. Cassa raffreddata e testa per applicazioni con temperatura ambientale fino a 120 °C, tipiche delle aree vicine al forno.
| Fase vetreria | Punto di misura | Strumentazione consigliata |
|---|---|---|
| Ricezione cullet riciclato | Nastro di scarico camion | Sensore microonde robusto + temperatura ambiente |
| Stoccaggio cullet esterno | Estrazione da silo | Sensore microonde con multi-calibrazione |
| Stoccaggio sabbia silicea | Coclea estrazione fondo silo | Sensore microonde standard |
| Batch mixer | Uscita miscelatore | Sensore microonde + dosatore acqua proporzionale |
| Stoccaggio batch composito | Tramoggia di carico | Sensore microonde di controllo |
| Alimentazione forno | Nastro batch + cullet pre-forno | Sensore alta T (zona calda) |
| Stoccaggio sabbia speciale (color) | Silos dedicati | Sensore microonde con range basso |
| Controllo qualità laboratorio | Stazione di calibrazione | Bilancia termogravimetrica + sensore mobile |
Le vetrerie italiane operano in un contesto di costi energetici crescenti e di obiettivi di decarbonizzazione (PNRR, ETS — Emission Trading System). Il controllo accurato dell'umidità del batch è una delle leve più dirette ed economiche per ridurre i consumi:
Per una vetreria di media dimensione (200.000 t/anno), il ROI di un sistema di controllo umidità in linea è tipicamente di 6-12 mesi, considerando solo il risparmio energetico diretto.
Tutti i sensori Ludwig per solidi sfusi operano in banda ISM 433 MHz a contatto diretto col materiale (montaggio a parete del silos o tramite slitta dedicata sul nastro trasportatore). Per questo cluster applicativo i modelli più indicati sono:
La selezione del modello specifico dipende dalla configurazione di installazione (silos, nastro, tramoggia, mixer), dalle condizioni di processo (temperatura, abrasione, atmosfera classificata) e dal sistema di automazione esistente. Chiedi una selezione tecnica gratuita a MCA.
Per la quotazione servono: tipologia di vetro prodotto (cavo, piano, speciale, artistico), capacità della fornace in t/giorno, percentuale media di cullet utilizzato, tipologia di forno (rigenerativo, ricuperatore, oxy-fuel, elettrico), automazione esistente (DCS marca/modello), eventuali requisiti di certificazione ambientale (ISO 14001, ISO 50001 energy management). Inviaci queste info e configuriamo insieme il sistema completo.
Il glass batch è la miscela di materie prime per produrre vetro: sabbia silicea (60-70%), soda ash (12-16%), calcare/dolomite (10-12%), feldspato, solfati, additivi. Il batch viene bagnato con acqua durante la miscelazione (umidità target 2-4%) per ridurre la stratificazione. Un'umidità troppo bassa causa stratificazione e disomogeneità del vetro fuso; troppo alta consuma energia in fase di evaporazione (1 kg di acqua = 2,5 MJ di energia).
Il cullet è il rottame di vetro riciclato. Le vetrerie italiane lo usano in proporzioni del 30-90% del batch totale (per il vetro cavo verde può arrivare al 95%). Il cullet recuperato dall'esterno arriva con umidità variabile (2-12%). La misura dell'umidità del cullet è cruciale per il dosaggio corretto del batch (il cullet bagnato pesa di più) e per l'efficienza energetica (l'acqua del cullet va evaporata prima della fusione).
I punti principali sono tre. All'uscita del miscelatore: setpoint 2-4%. Sul nastro del cullet riciclato: misura in arrivo, tipicamente 2-12% per le condizioni meteo. Sul nastro di alimentazione del forno: validazione finale del batch composto. Il sensore microonde è la tecnologia di riferimento per la sua compatibilità con materiali eterogenei.
Una fornace consuma 4-7 GJ per tonnellata di vetro. 1% di umidità in più = circa 0,025 GJ/t in più, quindi un punto extra su 100.000 t/anno = 2.500 GJ/anno = 70.000 m³ di gas naturale = 30.000 € (prezzi 2024). Per le vetrerie italiane (settore energivoro con costi ETS), il controllo accurato dell'umidità è una leva diretta sui costi.
La tecnologia di riferimento è la microonde a 433 MHz, che gestisce bene l'eterogeneità del batch (granulometrie da 0,1 mm della sabbia a 50 mm del cullet). Il sensore va installato con testa robusta abrasion-resistant. Per il cullet è importante poter calibrare il sensore separatamente per i diversi colori (bianco, verde, ambrato hanno permittività diverse). L'NIR è inadatto: il vetro è opaco e l'NIR misura solo la superficie.
Per applicazioni industriali di misura online il costo di un sensore Ludwig FL-WAPP si colloca nella fascia 4.000-5.000 €, comprensivo di kit di installazione (slitta o supporto a parete del silos, cablaggio, software di calibrazione). La cifra esatta dipende dal modello (FL-WAPP standard, exchangeable head per materiali abrasivi, ATEX per zone classificate, High-Temperature, Food, Compact) e dagli accessori (sistema di trasmissione wireless integrato, holder system specifico). MCA fornisce in Italia la quotazione completa con pre-vendita tecnica gratuita.
MCA Strumentazione Industriale fornisce sensori per la misura in linea dell'umidità del batch e del cullet nelle vetrerie italiane, rappresentando i principali brand del settore. Operiamo a Milano, in Lombardia e in tutta Italia con supporto tecnico diretto.