Proiectarea părții umede a mașinii de hârtie — inginerie și management

Această lucrare a fost verificată de profesorul nostru: 16.01.2026 la 12:58

Tipul temei: Referat

Adăugat: 16.01.2026 la 12:47

Rezumat:

Proiectarea părții umede a unei mașini de hârtie: fibre, parametri, echipamente, tratarea apelor, control calitate și automatizare pentru eficiență și mediu.

Managementul și ingineria sistemelor de producție – proiectarea tehnologică a părții umede a unei mașini de hârtie

---

I. Introducere

Producerea hârtiei, un domeniu industrial cu tradiție îndelungată în România, presupune o complexitate tehnologică ce nu se observă la prima vedere. Partea umedă a unei mașini de hârtie, deși doar una dintre secțiunile procesului, este fundamentală pentru calitatea produsului final și pentru eficiența întregii linii de fabricație. Reușita fabricării hârtiei de calitate depinde nu numai de selecția materiilor prime, ci și de precizia cu care este proiectat și gestionat lanțul operațiunilor, începând cu pregătirea pastei celulozice și încheind cu secțiunea de transfer către etapa de uscare.

În contextul competitivității europene și a cerințelor crescânde privind protecția mediului, optimizarea părții umede devine o provocare de inginerie și management, cu impact direct asupra costurilor de producție, randamentului fibrei și calității hârtiei. Acest eseu își propune să explice principiile de proiectare tehnologică ale părții umede pentru o mașină de hârtie cu o capacitate industrială de referință (~80.000 t/an), integrând aspecte tehnice, manageriale și de mediu. Pentru o abordare completă, eseul se bazează pe surse tehnice de specialitate, normative naționale și bune practici din industrie, împletind ingineria procesului cu noțiuni de economie, management al resurselor și politici de calitate.

---

II. Materii prime și caracterizarea produsului

A. Tipuri de fibre utilizate

Materia primă rămâne temelia calității hârtiei, iar selecția sa trebuie adaptată tipului de produs urmărit. În context românesc, fibrele de lemn provin atât din foioase (plop, fag, mesteacăn) cât și din rășinoase (molid, pin), fiecare cu particularități: fibrele lungi oferă rezistență superioară, în timp ce cele scurte, caracteristice foioaselor, contribuie la netezimea și opacitatea hârtiei de tipar. În paralel, o pondere crescândă o ocupă pastă mecanică sau maculatura, în special pentru optimizarea costurilor și promovarea sustenabilității, însă cu limitări de rezistență și albețe.

Pentru hârtia office, frecvent se folosește un amestec de celuloză bleached la 50-70% cu maculatură de calitate superioară. Rețetele variază în funcție de cerințe de piață, dar ținta este de obicei menținerea unui echilibru între cost, rezistență și proprietăți optice.

B. Proprietăți cerute ale hârtiei de tipar

Produsul finit trebuie să respecte parametri stricți: gramaje de 70-90 g/m², rezistență la tracțiune și rupere pentru compatibilitate cu imprimantele de mare viteză, albețe (≥ 90% ISO) și opacitate crescută, care să permită imprimarea fără transfer vizibil pe verso. Toleranțele pentru aceste proprietăți sunt riguroase, deoarece variațiile duc rapid la reclamații sau pierderi economice.

C. Analize de laborator esențiale

Pentru elaborarea rețetelor și ajustarea procesului, laboratorul întreprinderii efectuează frecvent măsurători de freeness (Schopper-Riegler sau CSF), controlul proporțiilor între fibre virgine și reciclate, umiditate, conținut de cenușă (minerale de umplutură) și analiză granulometrică pentru identificarea impurităților. Fără aceste date, orice proiectare este expusă riscului de a nu răspunde cerințelor de calitate.

---

III. Parametrii de proiect și cerințele funcționale

A. Capacitate și productivitate

Presupunând o linie cu 80.000 t/an, planificarea turațiilor și a programului de funcționare neîncetat pe 330 zile/an conduce la un necesar de 242 t/zi. Calculul debitului de pulpă care intră în headbox se bazează pe gramaj și lățimea netă; spre exemplu, pentru hârtie de 80 g/m² și lățime netă de 3,5 m la o viteză de 1000 m/min, volumul pastei necesare trebuie stabilit cu precizie pentru a asigura atât continuitatea, cât și uniformitatea producției.

B. Specificații de calitate

Toleranțele admise pentru gramaj sunt în general ±2 g/m², iar umiditatea la ieșirea din partea umedă trebuie ajustată între 42-46% pentru transferul optim spre prese. Cerințele pentru finisare, de exemplu la calandrare, impun o consistență excepțională a hârtiei, ceea ce transferă presiunea procesului asupra uniformității jetului și sitelor.

C. Cerințe de mediu

Normativele naționale stabilesc valori stricte pentru evacuarea apelor uzate industriale (BOD < 25 mg/l, COD < 125 mg/l, conform HG 352/2005), niveluri de zgomot exterior (< 65 dB) și monitorizarea emisiilor de praf sau substanțe chimice utilizate la prepararea pastei.

---

IV. Schema tehnologică a părții umede

A. Stația de preparare a pastei

După dezintegrarea baloturilor de celuloză sau maculatură, pasta rezultată se diluează la consistențe de 3-6%. Omogenizarea și dispersia se realizează în mixere verticale sau orizontale prevăzute cu senzori de freeness. Dozarea corectă a pigmenților (de exemplu, caolin) și a agenților de retenție (polielectroliți) se face folosind dozatoare automate. Pentru ciclicitate și reducerea pierderilor, sistemul este proiectat cu recirculare a white water-ului, cu separatoare automate pentru maculatura recurentă.

B. Headbox

Alegerea unui headbox de tip turbo mix reprezintă o soluție echilibrată între cost și performanță pentru capacități medii. Parametrii de proiect includ consistență de 0,6-1%, viteză a jetului egală sau ușor superioară benzii, uniformitate a profilului pe toată lățimea. Dispozitivele moderne folosesc valve acționate secțional și senzori laser pentru profilarea constantă.

C. Secțiunea de formare

Selecția între single-wire și twin-wire se face în funcție de gramajul țintă și viteza de formare dorită. Secțiunea de drenaj se dotează cu cutii de vacuum progresive (de la 20 până la 80 kPa), plasate strategic după cutii de drenaj liber pentru extragerea apei inițiale, evitând flocularea nedorită.

D. Sisteme de retenție și floculare

Dozarea polielectrolitilor și microparticulelor se reglează în funcție de testele de laborator („jar tests”), iar punctul optim de amestecare ("pH sweet spot") duce la maximizarea randamentului fibrei și stabilitatea stratului de hârtie.

E. Managementul apei

Recuperarea apei din white water nu numai că reduce consumul, dar previne acumularea impurităților. Stațiile de decantare și flotare cu aer dizolvat (DAF) sunt standard pentru purificarea apei, iar bazinele tampon asigură egalizarea debitelor.

F. Interfața cu partea uscată

Transferul către zona de prese este critic. Controlul umidității și buna aliniere mecanică a couch roll-ului previne defecte de tip „break” sau „edge folding”, frecvente în secția umedă.

---

V. Alegerea echipamentelor și criterii de selecție

A. Tehnice

Echipamentele selectate trebuie să acopere gama de produse prevăzute, să reziste la uzură, dar și să permită ajustări fine. Un forming fabric cu structură hibridă, de exemplu, se pretează rețetelor variate, iar pompe cu control de frecvență permit adaptarea rapidă la schimbări de viteză.

B. Economice

Trebuie analizat un raport cost/beneficiu: prețul inițial al headbox-ului cu sisteme automate este mai mare, dar economia de fibre și reducerea rebutului asigură un payback rapid (2-3 ani estimat la nivelul pieței din România). Cheltuielile cu utilitățile – energie electrică, apă, abur – pot ajunge la 20-30% din costul per tonă produsă.

C. Fiabilitate și mentenanță

Dotarea cu senzori de stare și programarea mentenanței preventive (schimbarea sitei la 400 ore, revii periodice la pompe) asigură continuitatea fără opriri neplanificate. Disponibilitatea locală a pieselor de schimb poate face diferența într-o industrie cu marje sensibile.

D. Automatizare

Integrarea unui sistem SCADA permite monitorizarea timp real a parametrilor (umiditate, consistență, profil de gramaj) și generarea automată de rapoarte privind OEE (Overall Equipment Effectiveness), un indicator tot mai urmărit în fabricile românești moderne.

---

VI. Controlul procesului, calitate și monitorizare

Controlul trebuie să fie atât online (de ex., sonde de consistență și debitmetre magneți) cât și offline, prin prelevarea de probe regulate și testarea bobinelor finale. Un caz concret, aplicat la Dărmănești, arată că monitorizarea permanentă a profilului de gramaj a redus rebutul cu peste 8% față de media națională, arătând importanța controlului și ajustărilor rapide.

---

VII. Impact asupra mediului

Apele uzate, bogate în fibre și substanțe organice, se tratează în stații cu DAF, urmate de bazine de sedimentare. România a investit semnificativ, în ultimii 10 ani, în modernizări pentru a atinge limitele UE. Nămolurile rezultate pot fi valorificate energetic sau ca amendament pentru soluri, reducând presiunea asupra gropilor de gunoi.

Reducerea consumului energetic derivă în primul rând din optimizarea debitului de apă și recirculare. Recuperearea căldurii din white water se implementează pe scară tot mai largă, evidențiind tendința spre sustenabilitate.

---

VIII. Managementul proiectului

Analiza de piață, adaptată realității regionale, utilizează chestionare pentru tipografii și distribuitori. O concluzie uzuală în planul de afaceri este sensibilitatea la preț, dar și deschiderea către produse eco-label.

Analiza SWOT relevă drept puncte tari controlul strict al calității și localizarea aproape de sursele de materie primă, dar și riscuri precum volatilitatea prețului pentru celuloză și potențiala reducere a cererii tipărite pe fondul digitalizării accelerate.

Implementarea proiectului impune un calendar cu etape clare: proiectare, achiziții, montaj, comisionare și pilotare. Un sistem de monitorizare a costurilor și a riscurilor (tehnice, financiare, de mediu) asigură flexibilizarea deciziilor manageriale.

---

IX. Mentenanță, sănătate și securitate

Programe solide de mentenanță, bazate pe monitorizarea vibrațiilor și termografie, elimină în mare parte opririle neprevăzute. Riscurile operaționale (alunecare, contact cu echipamente în mișcare) se reduc prin instruirea personalului și aprovizionarea constantă cu echipamente individuale de protecție – un punct subliniat și de INSPECTORATUL TERITORIAL DE MUNCĂ în rapoartele anuale.

---

X. Testare, punere în funcțiune și optimizare

Testele de start-up se desfășoară gradual, cu monitorizare continuă și rapoarte de ajustare. Metodele de optimizare continuă precum PDCA sunt deja practică standard în fabrici precum CELROM, iar instruirea permanentă a operatorilor scurtează timpul de reacție la anomalie și crește responsabilitatea față de mediul de lucru.

---

XI. Concluzii și recomandări

Proiectarea părții umede nu este doar o chestiune tehnică; îmbină judecata inginerească cu strategii de management și responsabilitate ecologică. Practica arată că atentia dată detaliilor – de la selecția fibrei până la gestionarea apelor uzate – aduce beneficii economice și de imagine. Pentru proiecte similare, recomand modularitate și deschidere spre digitalizare, precum și investiții graduale în echipamente mai eficiente energetic.

---

XII. Bibliografie selectivă

- Manualul inginerului din industria celulozei și hârtiei (vol. I și II), Editura Tehnică, București - HG 352/2005 privind valorile limită pentru evacuarea apelor uzate - Raport ITM privind securitatea în industrie, 2021

---

Acest eseu dovedește că proiectarea unei părți umede moderne, eficiente economic și compatibilă cu cerințele de mediu, rămâne o provocare multidisciplinară, cu un impact semnificativ asupra produsului finit și asupra poziției pe piață a unei fabrici românești de hârtie.

Întrebări de exemplu

Răspunsurile au fost pregătite de profesorul nostru

Care sunt pașii importanți în proiectarea părții umede a mașinii de hârtie?

Pașii includ selecția materiei prime, proiectarea circuitului de paste, alegerea echipamentelor, controlul calității și integrarea cerințelor de mediu. Aceștia asigură eficiența procesului și calitatea hârtiei.

Ce materii prime sunt recomandate pentru partea umedă a mașinii de hârtie?

Se recomandă combinații de celuloză bleached și maculatură de calitate, adaptate tipului de produs dorit. Alegerea optimă depinde de cerințele de rezistență și proprietăți optice.

Ce rol are managementul în proiectarea părții umede a mașinii de hârtie?

Managementul coordonează planificarea, resursele, monitorizarea riscurilor și implementarea soluțiilor tehnice. O bună gestionare optimizează costurile și crește calitatea producției.

Ce impact are partea umedă a mașinii de hârtie asupra mediului?

Partea umedă influențează consumul de apă, generarea apelor uzate și consumul energetic. Implementarea soluțiilor DAF și recuperarea apei reduc poluarea și crește sustenabilitatea.

Care sunt principalele criterii de alegere a echipamentelor pentru partea umedă?

Criteriile includ adaptabilitatea la rețete, fiabilitatea, costurile de exploatare și nivelul de automatizare. O alegere corectă asigură productivitate maximă cu cheltuieli minime.

Scrie referatul în locul meu

Tagi:#masinidehartie #parteaumeda #ingineriehartie