Nella sede del Museo della Carta e della Filigrana è stata ricostruita la Gualchiera Medioevale Fabrianese. Essa riprende le tecniche usate dai famosi "Mastri Chartai" che hanno profondamente influito al perfezionamento ed alla diffusione della carta nel mondo. Nella struttura museale è possibile seguire l'intero ciclo lavorativo: dall'arrivo e stoccaggio degli stracci in "monte", alla spedizione delle balle di carta finita per centri di consumo italiani ed europei, attraverso i porti di Fano e di Talamone. Materia prima essenziale per la produzione della carta è lo "straccio", che giunge a Fabriano dai vari centri vicini, confezionato in balle serrate con corde di canapa. La "stracciarola" provvede ad una prima pulizia dello straccio "scrollandolo" e "arcapandolo" per togliere corpi estranei e sporcizie e "raschiandolo" con adatto coltello, distaccando anche fibbie e disfacendo eventuali cuciture. Li classifica secondo la qualità, "sceglitura", e li getta in uno dei tre settori in cui è suddiviso il cassone di raccolta: "boni", "grossi" e "vergati". Lo scarto viene messo da parte per essere utilizzato nella produzione di carta grossolana da imballo. Il sudiciume, che non si è tolto con la "scrollatura" e la "raschiatura", viene eliminato o ridotto di quantità con l'operazione di "maceratura". dopo averli bagnati abbondantemente, gli stracci vengono ammucchiati in un angolo del "maceratoio" o "putrefattoio", rimuovendoli periodicamente e continuando a bagnarli. La sostanza organica, che costituisce il sudiciume, e la parte non cellulosica fermentano sviluppando gas maleodoranti e calore. L'eventuale aggiunta di calce (idrato di calcio) serve a meglio regolare la macerazione. Prima di essere sottoposto all'azione delle pile a magli multipli, lo straccio, solitamente di pezzatura grossa, viene ridotto in rettangolini di pochi centimetri di lato. Questa operazione viene eseguita con una "falce" disposta verticalmente sul davanti del cassone di raccolta dello straccio tagliato. La trasformazione dello straccio in "pasta da carta" o "pisto", cioè la riduzione del "tessuto" a "fibra elementare", viene ottenuta dai cartai Fabrianesi con le "pile idrauliche a magli multipli". La pila a magli multipli è costituita da:
1. un robusto tronco di quercia squadrato, nel cui interno vengono ricavate da tre a sei vasche di contenimento dello straccio;
2. una ruota idraulica a palette, trascinata dal basso;
3. un albero a "palmole" (cavicchie, cammes) intimamente connesso alla ruota;
4. magli o mazzi o pestelli: spezzoni di legno di quercia alti circa 1 metro, a sezione quadrata di circa 15 cm di lato; hanno la funzione di pestare lo straccio contenuto nelle vasche e per questo sono muniti di appositi chiodi infissi sulla testata o base minore. Il fondo delle vasche è ricoperto da una piastra di ferro o di bronzo;
5. spallette anteriori e posteriori: assicurano l'articolazione dei magli attaverso le apposite "aste";
6. dispositivo di lavaggio dello straccio nell'interno della vasca;
7. intelaiatura: robusta struttura di legno che assicura la stabilità a tutta la macchina e sorregge la ruota idraulica ed il connesso albero a palmole;
8. trave delle vasche, magli, aste albero sono resi più solidi per mezzo di una robusta cerchiatura di ferro battuto e giunture eseguite con chiodi ribattuti.
La pila a magli multipli può essere di tre tipi: pila a "disgrossare"; pila a "raffinare"; pila ad "affiorare". La differenza tra i tre tipi di pile è dovuta alla differente natura delle operazioni da compiere e, conseguentemente, dalle diverse "guarniture" di cui sono dotate le testate dei magli. Nella pila a "disgrossare le testate dei magli sono munite di grossi chiodi appuntiti che riducono il tessuto degli stracci in "sfilacci" fibrosi: Nella pila a "raffinare" sono dotate di chiodi a "testa piatta" i quali trasformano gli sfilacci in "fibre" allo stato elementare. I magli del terzo tipo, invece, sono privi di chiodi ed hanno la funzione di completare la raffinazione (omogenizzazione) oppure di reidratare la pasta già raffinata e tenuta di scorta per i periodi di "magra" (periodi con scarsa disponibilità di acqua). In ogni pila, solitamente dotata di tre magli, l'alternanza di battuta rispetta il seguente andamento: per primo batte l'esterno sinistro, poi l'esterno destro ed infine quello centrale. Nella pila a disgrossare, ove la massa è meno omogenea, la circolazione dello straccio è facilitato oltre dall'ordine di battuta, anche da un diverso impulso dovuto al differente peso dei tre magli e dalla maggiore sporgenza delle palmole del maglio. Difatti, a parità di lunghezza del singolo maglio, la sezione quadrata del primo maglio ha il lato di 16,5 cm; quello centrale di 15 cm, mentre il terzo ha il lato di 13,5 cm. Le palmole del primo maglio, infine, hanno una sporgenza di 14 cm contro i 10 cm degli altri due: Il maglio più grosso, che batte per primo, sollevato dalla palmola più alta imprime alla massa fibrosa una maggiore forza viva spingendola verso il lato opposto ove il maglio più piccolo, e meno pesante, riesce a rinviare la massa solo verso il centro della vasca. Il maglio centrale, battendo per ultimo ripartisce la massa verso i due lati esterni della vasca. Durante il lavoro di sfilacciatura dello straccio nella pila a disgrossare, la massa viene sottoposta ad abbondante lavaggio per eliminare il sudiciume residuo della macerazione. In una vaschetta rettangolare, posta sulla pila, giunge una condotta d'acqua che, filtrata attraverso un filtro di stoffa, entra nella vasca della pila, lava il materiale in lavorazione ed esce da una apertura apposita posta nella parte anteriore della pila. Una volta trasformato il tessuto in sfilacci, il materiale viene trasferito, tramite un mestolo di rame, nella pila a "raffinare" dove l'azione dei magli, muniti di chiodi a testa piatta, libera dagli stracci la fibra allo stato elementare ("pisto"). Il "pisto" è così pronto per essere trasformato in carta oppure viene trasferito nella pila ad "affiorare" per meglio omogeneizzarlo. In questa pila viene anche lavorato il "pisto" prodotto durante il periodo di abbondanza di energia idraulica e lasciato di scorta. Per questo scopo il pisto raffinato viene confezionato in "pizze" o "cresce". In un telaio di legno, di forma rettangolare, viene posto un panno di canapa a tessuto molto rado, su esso si fa colare il pisto che perde così molta acqua per leggera pressione manuale. Raggiunto lo spessore del telaio, si avvolge completamente la massa con il pano di canapa, la si toglie dal telaioe la si porta alla pressa a vite spremuta il più possibile. Indi, si toglie il panno e la "pizza" così ottenuta si immagazzina in attesa di essere impiegata in tempi di "magra". Il "pisto" ricavato dagli stracci, una volta raffinato ed omogeneizzato nella misura voluta, viene trasferito dalla pila ad affiorae al "tino" per la fabbricazione del foglio di carta.Il foglio di carta è il risultato della feltrazione, in veicolo acquoso, di fibre vegetali opportunamente raffinate. Per "feltrazione" si intende il processo di unione delle fibre tra loro fino a formare una superficie uniforme: il "foglio".
Nella fabbricazione della carta a mano, questa operazione ha luogo nel "tino". Il "lavorente", ripetendo gli stessi gesti dei cartai Fabrianesi del XIII secolo, immerge la "forma" nel tino e ne estrae ogni volta la stessa quantità di pasta che distribuisce su tutta la superficie della tela. La forma è il mezzo con il quale si ottiene la feltrazione delle fibre. Essa è costituita da un insieme di piccole verghe di bronzo distanziate di alcuni millimetri tra loro, tenute ferme dalle "catenelle" o "treccile". La tela così preparata viene montata su untelaio rettangolare di legno. La superficie di lavoro è delimitata da una cornice di legno, denominata "cascio" o "casso", non fissa ma appoggiata sul perimetro della tela per consentire la tenuta della pasta e delimitarne le dimensioni del foglio che verrà ottenuto. Appena il foglio si è formato, il lavorente passa la forma al "ponitore", il quale, dopo aver lasciato per un momento scolare l'acqua, adagia la forma su un feltro di lana determinando il distacco del foglio dalla tela. Un foglio e un feltro sopra l'altro, si forma così una pila o "posta" che viene pressata in un torchio a vite. si ottiene, in questa maniera, la prima disidratazione dei fogli. Questa operazione, riducendo il contenuto di acqua a circa il 50%, permette di distaccare i fogli dai feltri. Il distacco dei fogli viene eseguito da tre cartai: Il "leva feltro" che toglie il feltro superiore e lo dispone nella pila dei feltri che il "ponitore" utilizzerà nella nuova tornata di produzione dei fogli al tino. Quindi il "levatore" o "levafoglio", con la tecnica del "pizzico", distacca il foglio dal feltro inferiore ed aiutato dal "tenitore" lo dispone sulla pila dei fogli umidi chiamata "postone" che a volte viene sottoposta ad una seconda pressatura prima di essere singolarmente esposti all'azione di ventilazione naturale distribuendoli sopra l'erba di un prato o stendendoli sopre corde di canapa in un locale, "stenditoio" o "stendaggio", con grandi finestre che favoriscono la formazione di correnti d'aria. La carta prodotta dal tino per essere utilizzata come materiale scrittorio deve essere "collata", cioè deve essere impermeabilizzata agli inchiostri da scrivere.I fogli di carta vengono immersi in un bagno di "gelatina animale" ricavata dal "carnaccio", scarto delle locali concerie. Tale trattamento dona alla carta, oltre ad un notevole grado di collatura, una grande compattezza all'usura. Il carniccio, previamente lavato, viene caricato nella caldaia contenente acqua tiepida. Si riscalda gradualmente fino a raggiungere la temperatura di 90°C. Contemporaneamente, la gelatina passa in soluzione nell'acqua calda. Si lascia il cesto in immersione fin quando tutta la gelatina non sia stata estratta formando il "brodo". A questo punto si solleva, con l'apposito verricello, il cesto nel quale è rimasta solo la mucillaggine del carniccio che viene tolta per far posto a nuovo materiale. Dopo qualche ora di riposo, per far decantare eventuali impurità in sospensione, il "brodo" di gelatina viene trasferito nella caldaia di deposito eseguendo nel contempo la filtrazione per mezzo di un setaccio di canapa nel quale viene posto dell'allume di rocca in ragione dell'1% sul peso secco di gelatina. Esso ha il duplice scopo di chiarificazione del brodo e di aumentare il potere collante della gelatina.
L'operazione di collatura dei fogli di carta si esegue nella "secchia del collaro". In essa si trasferisce la quantità ritenuta necessaria doi gelatina prelevandola dalla caldaia di deposito: diluita con acqua, si riscalda il tutto fino alla temperatura di circa 40°C. La secchia del collaro appoggia su un robusto treppiede nel quale viene acceso il fuoco per riscaldare la massa. Il "collaro", il cartaio che esegue la colatura, preleva una "mazzetta" di carta di 5 o 10 fogli a seconda della sua pesantezza (grammatura) e manovrandola in modo da staccare i fogli gli uni dagli altri, la immerge rapidamente nel bagno di colla avendo cura che tutti i fogli siano abbondantemente impregnati di gelatina e, quindi, la ritrae ponendola sul piano della "presa a collare". Con l'azione di pressatura, la gelatina si distribuisce uniformemente nel contesto dei fogli eliminandone la quantità eccedente che si raccoglie in appositi mastelli di legno, posti ai lati della pressa.
La pressatura deve essere condotta con cautela, aumentando gradualmente la pressione e completando l'operazione nel giro di pochii minuti. Tolti dalla pressa, i fogli vengono portati ad asciugare al "prato" oppure allo "stondaggio a corde", dividendoli singolarmente per non farli attaccare fra di loro. Una volta asciugati ma non secchi, vengono raccolti e posti a "cargo", cioè impilati e sottoposti alla pressione esercitata da pesi, posti sul piano superiore della pila di carta. Così restano per più giorni in attesa delle operazioni di"apparecchiatura". Con "apparecchiatura" si intende l'insieme delle operazioni di rifinitura o "allestimento" con le quali la carta diviene idonea all'uso. Nell'epoca considerata, tali operazioni venivano eseguite solo raramente nelle "gualchiere" le quali erano localizzate "fuori le mura" della città, lungo i corsi d'acqua. Più generalmente ad esse provvedevano i "Chamboreri" o "Cialandratori" i quali operavano in proprio nelle "Chambore" situate nel centro urbano "entro le mura".
La prima operazione svolta nella "chambora" è la "lisciatura" che ha lo scopo di levigare le due superfici del foglio di carta onde eliminare la ruvidità aquisita con l'atto di fabbricazione al tino. Essa consiste nel porre i fogli, uno alla volta, sul piano dell'apposito tavolo rivestito di pelle di montone per ammortizzare la pressione esercitata manualmente con l'attrezzo per lisciare: "il cialandro". Da qui la denominazione di "cialandratura" usata al posto di lisciatura. Il "cialandro" è un blocco di pietra focaia, di selce, di agata o di vetro, di forma tronco-conica la base ben levigata e la parte superiore facilmente impugnabile con la mano. La superficie della carta, sottoposta all'azione di sfregamento con il cialandro, diviene liscia e scorrevole al tatto, caratteristiche favorevoli per ottenere una buona scrittura con gli inchiostri. Alla lisciatura fa seguito la "sceglitura" o cernita con la quale si allontanano i fogli rotti o comunque difettosi per buchi, grinze, pieghe, "gocce d'acqua", ed altro, che vanno a costituire la "cernaglia". Durante la scelta vengono resi idonei alcuni fogli che per la presenza di difetti di lieve entità sarebbero passati ugualmente a scarto.
Ad esempio, la reimozione di gruppi fibrosi o di corpi estranei come scheggie di legno, viene eseguita con apposito atttrezzo tagliente ripristinando, poi, la continuità della superficie sfregando la zona trattata con il brunitore d'agata o con "il dente di porco". I fogli risultati buoni vengono contati, piegati e quinternati a 25 fogli che fasciati ogni 20 quinterni formano la risma di 500 fogli. Le risme, imballate con la carta grossolana ricavata dagli stracci di scarto, vanno spedite ai clienti oppure immagazzinate in locale fresco e asciutto ove la carta a modo di stagionarsi.