Toscotec a développé des solutions clés d'efficacité énergétique pour le système de récupération d'eau primaire, la ligne d'approche de pâte et la caisse d’arrivée, qui permettent de réaliser des économies d'énergie substantielles et d'optimiser les processus.
Les performances de la majorité de ces solutions ont été consolidées dans plusieurs installations et font désormais partie de la conception standard de Toscotec.
Les départements techniques et de R&D de Toscotec mettent continuellement à jour leur technologie dans le but d'obtenir :
- l'augmentation durable de la capacité de production
- l'amélioration de la qualité du papier final
- la réduction des temps d'arrêt pour maintenance ou changement de niveau
- la réduction de la demande d'énergie pour une même production
Système de récupération des eaux primaires et ligne d'approche de la pâte à la caisse d’arrivée
Le dégazeur de Toscotec, sur la ligne de récupération d'eau primaire, est conçu pour réduire l'air entraîné dans l'eau récupérée à partir du bac de mouillage du ramasse-pâte du rouleau de formage. Intérieurement, le dégazeur est conçu sans aucune pièce mobile, ce qui garantit des performances constantes et un fonctionnement pratiquement sans entretien. Le canal d’amenée d’eau, qui est installé immédiatement après le dégazeur, est conçu pour prolonger l'effet de l'élimination de l'air avant que l'eau ne soit renvoyée vers la pompe de mélange. La teneur totale en air mesurée au point d'aspiration de la pompe de mélange peut être aussi faible que 0,2 %.
Le canal d’amenée d’eau est relié à la pompe de mélange par un tube vertical qui remplace le silo traditionnel de grande dimension.
Toscotec a introduit le mélangeur TT Mix sur la ligne de pâte afin de fournir un mélange hydraulique efficace des fibres avec de faibles pertes de pression, et d'éliminer complètement l'installation d'un cuvier de mélange intermédiaire avec son agitateur et sa pompe de décharge. Les principaux avantages du mélangeur TT Mix sont les suivants :
- réduction importante de l'énergie par tonne : par rapport aux solutions précédentes avec un cuvier de mélange, cette solution permet d'économiser jusqu'à 10 % de l'énergie totale requise pour le système de flux d'approche
- réduction de l'espace requis dans l'aménagement de l’usine de papier
- réduction des volumes tampons sur la ligne pour faciliter et accélérer le nettoyage et les changements de niveau et/ou de couleur
- réduction de l'utilisation de produits chimiques
La solution de conception complète avec le mélangeur TT Mix, le dégazeur TT Deaerator, le canal d’amenée d’eau TT Flume et le tube vertical TT Stand Pipe détermine une réduction globale de 35 à 40 % de l'espace nécessaire par rapport aux solutions précédentes.
L'élimination de la cuve de mélange et du silo a également permis de réduire d'environ 50 % les activités d'excavation pour l'installation d'une machine à un plateau (au sol).
En outre, la solution complète de Toscotec pour le mélange de la pâte et la récupération de l'eau primaire décrite ci-dessus a permis de réduire globalement les volumes de stockage dans le système d'approche jusqu'à 75 %, ce qui correspond à des opérations de nettoyage et de changement de niveau plus rapides et plus flexibles.
Toscotec a également inclus récemment un système à double dilution comme caractéristique standard sur ses lignes d'approche vers la caisse d'arrivée. L'idée qui sous-tend le nouveau système à double dilution est que tout contaminant susceptible de pénétrer dans le système provient de la ligne de préparation de la pâte. La double dilution est conçue de manière à ce que, dans un premier temps, le flux de pâte dense ne soit dilué qu'à environ 1 % de sa consistance avant de passer par le classeur sous pression, puis qu'il soit dilué à la consistance souhaitée pour la pompe de mélange et la caisse d'arrivée. Cette solution permet de réduire les consommations d'énergie en raison de la réduction du débit passant par le classeur. En particulier, le système permet d'obtenir une réduction du débit de 85 à 90 % au niveau du classeur, ce qui entraîne des économies d'énergie substantielles, jusqu'à 15 kWh/tonne.
L'élimination du classeur de la ligne d'approche du système de dilution de la caisse d'arrivée pour les configurations de formeur en croissant et de formeur en « C » est maintenant devenue une solution standard pour Toscotec. Le tamisage sur la ligne du système de dilution n'est traditionnellement qu'une filtration grossière, comme une barrière mécanique rugueuse sur une ligne qui est naturellement propre et où l'accumulation des élingues de fibres n'est pas un problème. La solution de Toscotec permet d'économiser davantage d'énergie en éliminant les pertes dans le classeur et le moteur normalement installé sur l'unité.
La suppression de la vanne de contrôle de poids de base de la ligne de pâte à haute consistance a également été introduite. Les principaux avantages sont que le contrôle du flux de pâte est plus facile sans affecter la stabilité de son dosage, et que les pertes à travers la vanne de pâte épaisse sont éliminées avec les économies d'énergie qui en découlent.
La ligne d'injection de pâte épaisse située en amont de la pompe de mélange a été améliorée grâce à une nouvelle conception d'injection concentrique en ligne qui dépasse à l'intérieur de la ligne de tuyauterie verticale et qui est dotée d'une buse spécialement conçue à l'extrémité afin d'augmenter le mélange de fibres dans la force du courant principal. Toscotec a utilisé la simulation CFD (dynamique des fluides computationnelle) et plusieurs analyses FFT (Transformation de Fourier rapide) des lectures du scanner en position fixe pour identifier la meilleure conception pour le système d'injection, en termes de rapport de vitesse optimal entre les vitesses de la pâte et de l'eau blanche, l'emplacement de l'injection par rapport à l'aspiration de la pompe de mélange, et la géométrie de la buse à l'extrémité du tuyau d'alimentation de la pâte afin d'éviter les perturbations du poids du papier dans le sens machine dues à un mauvais mélange des fibres dans cette zone.
Caisse d'arrivée TT Headbox: une conception unique pour une efficacité optimale
Toscotec a revu la dynamique des fluides au sein de la caisse d'arrivée TT Headbox dans le but de garantir des propriétés supérieures du papier final en fonctionnant au niveau de consistance le plus élevé possible. Cette révision a conduit à une réduction d'environ 10 % de la consommation électrique de la pompe de mélange.
La réduction du tauxde recirculation de la caisse d'arrivée TT Headbox – désormais inférieur à 3 % du débit de la caisse d'arrivée entrante - a permis de réduire davantage la consommation d'énergie.
Synergies au sein du groupe Voith
Suite à l'acquisition de Toscotec par le groupe Voith, Toscotec a eu l'opportunité de revoir et d'améliorer la conception des composants dans la préparation de la pâte, de la ligne d'approche et du traitement de l'eau, avec des améliorations de l'aménagement de l’usine de papier. Les synergies au sein du Groupe Voith ont permis d'accroître le savoir-faire de l'entreprise en permettant la mise à niveau des produits consolidés par l'obtention d'avantages énergétiques ou l'optimisation des processus et l'augmentation de leur capacité de production. Enfin, grâce à ces synergies intergroupes, d'importants nouveaux produits ont également été ajoutés au portefeuille Fiber System (système de fibre) de Toscotec.
À propos de Toscotec
Fondée en 1948, Toscotec se spécialise dans la conception et la fabrication de projets clés en main, de machines complètes, de reconstructions et de systèmes autonomes pour les industries du papier tissu et du papier et du carton. Basée à Lucca, en Italie, avec des filiales et des centres de service en Chine et en Amérique du Nord, Toscotec propose une technologie de pointe et des solutions personnalisées aux producteurs de papier du monde entier. La technologie est conçue pour atteindre une efficacité de production élevée, une faible consommation d'énergie et des produits de la plus haute qualité. L'efficacité énergétique, les économies d'énergie et la qualité sont à la base de toutes ses activités de recherche et développement, de conception et de fabrication.
