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L’aggiunta manuale tradizionale della polvere spesso sembra semplice sulla carta, ma crea problemi quando il volume di produzione aumenta. Gli operatori devono aprire i sacchi, trasferire il materiale, pesare i lotti e pulire le fuoriuscite, lasciando spazio a errori di pesatura, alimentazione instabile e contaminazione incrociata. Il trasporto aperto può anche rilasciare polvere fine nell'area di produzione. Per i produttori di alimenti, prodotti chimici, plastica, batterie al litio, nuovi materiali, vernici, inchiostri, adesivi e prodotti chimici per l’edilizia, questi problemi influiscono direttamente sulla consistenza dei lotti e sulle condizioni operative. Un sistema di dosaggio della polvere adeguatamente progettato sostituisce queste fasi manuali separate con un percorso controllato dall'alimentazione al dosaggio finale.
Un sistema completo di apparecchiature di dosaggio industriale delle polveri può essere organizzato come:
Alimentazione di sacchi/sacchetti di piccole dimensioni → alimentatore sottovuoto → serbatoio di stoccaggio delle polveri → serbatoio di dosaggio con pesatura → trasporto in pipeline → punto di utilizzo a valle.
La prima fase è la stazione di alimentazione combinata. Un sacco da una tonnellata può essere sollevato fino all'ingresso di alimentazione utilizzando un paranco elettrico o un carrello elevatore. Dopo che il sacco è stato compresso e l'uscita di scarico è stata aperta, dispositivi di battitura e vibrazione aiutano a rilasciare il materiale nella tramoggia inferiore. Ciò è particolarmente utile per le polveri che formano ponti o vengono scaricate in modo non uniforme da sacchi di grandi dimensioni. L'alimentazione di piccoli sacchi può essere incorporata nello stesso percorso di movimentazione dei materiali.
La stazione di alimentazione fornisce inoltre un punto controllato per la raccolta delle polveri invece di lasciare agli operatori il compito di svuotare i sacchi direttamente in una tramoggia aperta. Ciò è importante quando si maneggiano polveri fini, pigmenti, additivi o altri materiali che si disperdono facilmente nell'aria.
Il materiale entra quindi nell'alimentatore a vuoto della polvere. La configurazione di RUMI utilizza un ventilatore Roots come fonte di pressione negativa. L'ugello di aspirazione e la tubazione di trasporto rimangono sotto vuoto controllato, aspirando la polvere insieme all'aria nella linea di trasporto. Il flusso di aria-materiale risultante viaggia verso la camera di alimentazione, dove la polvere viene separata dall'aria di trasporto e scaricata nell'apparecchiatura ricevente.
Questo approccio non riguarda semplicemente lo spostamento della polvere da A a B. La stabilità del trasporto dipende dal mantenimento di una pressione negativa, di una velocità dell'aria e di un flusso di materiale adeguati per la polvere da movimentare. Un additivo granulare scorrevole si comporta diversamente da un pigmento fine e coesivo o da una polvere con elevata tendenza ad aderire alle superfici. Il sistema di trasporto deve quindi essere selezionato in base alla dimensione delle particelle, alla densità apparente, alla fluidità e al comportamento di accumulo.
Il serbatoio di stoccaggio della polvere fornisce un buffer tra l'alimentazione e il dosaggio. Ciò separa il compito intermittente di svuotamento dei sacchi dal requisito a valle di una fornitura stabile di materiale. Il serbatoio di dosaggio pesa quindi la quantità richiesta prima dello scarico controllato. Invece di fare affidamento su un operatore per misurare ripetutamente la polvere, il sistema può utilizzare il segnale di pesatura per controllare ogni ciclo di dosaggio.
Ecco come un sistema di dosaggio delle polveri riduce gli errori di dosaggio manuale: la quantità di materiale è determinata dal sistema di pesatura anziché da un giudizio visivo o da misurazioni manuali ripetute. Per le formulazioni multimateriale, è anche possibile coordinare unità di dosaggio separate attraverso il sistema di controllo in modo che ciascun ingrediente segua una ricetta definita.
Un sistema di trasporto a vuoto è particolarmente utile laddove il controllo della polvere e il trasferimento stabile del materiale sono entrambi importanti. Poiché il percorso di trasporto funziona sotto pressione negativa, la polvere viene aspirata nella tubazione anziché espulsa attraverso potenziali punti di perdita. L'intero percorso di trasferimento può rimanere chiuso dalla stazione di alimentazione all'apparecchiatura di ricezione.
Il soffiatore Roots fornisce la fonte di vuoto, mentre la tubazione stabilisce il percorso di trasporto controllato. Nella camera di alimentazione, la separazione polvere-aria impedisce al materiale di proseguire verso la soffiante. I filtri trattengono la polvere fine, mentre più unità di ritorno a impulsi rimuovono periodicamente la polvere accumulata sulle superfici del filtro.
Il processo di backblowing è importante per il funzionamento continuo. Quando la polvere si accumula su un filtro, la resistenza al flusso d'aria aumenta e le prestazioni di trasporto possono peggiorare. L'aria compressa pulsata rimuove il materiale accumulato, consentendo al filtro di continuare a funzionare. Più unità di controlavaggio che funzionano ciclicamente aiutano a evitare che un singolo evento di pulizia del filtro interrompa l'intero processo di alimentazione.
Per gli impianti di produzione che trattano polveri fini, il percorso chiuso riduce anche il numero di punti in cui gli operatori sono esposti a materiale aerodisperso. Rispetto al trasferimento manuale della polvere attraverso contenitori aperti, la combinazione di alimentazione chiusa, trasporto sotto vuoto, separazione aria-materiale e filtraggio fornisce un migliore controllo sulla migrazione della polvere e sul contatto del materiale.
La sezione pesatura è altrettanto importante. Un serbatoio di dosaggio non è semplicemente un recipiente di stoccaggio a cui è collegata una cella di carico. Le sue prestazioni effettive dipendono dalla capacità del serbatoio, dalla configurazione delle celle di carico, dal design dello scarico e dalla stabilità del materiale che entra ed esce dal recipiente. Se il flusso della polvere è irregolare, il peso misurato può fluttuare e rendere più difficile un dosaggio preciso.
Anche la capacità di stoccaggio deve corrispondere al ritmo di produzione. Un serbatoio sottodimensionato può richiedere frequenti rabbocchi e interrompere la produzione a valle, mentre una capacità eccessiva può aumentare l’ingombro delle apparecchiature e tempi di permanenza del materiale non necessari. Per la produzione continua, le sezioni di stoccaggio e dosaggio dovrebbero quindi essere dimensionate in base al consumo effettivo, alla dimensione del lotto e alla frequenza di rifornimento.
L'integrazione con le apparecchiature a monte e a valle è un altro fattore chiave. L'alimentazione, il trasporto sotto vuoto, lo stoccaggio, la pesatura, il dosaggio e le apparecchiature del processo finale dovrebbero scambiarsi segnali operativi in modo che l'offerta di materiale segua la domanda effettiva. Ciò consente al sistema di dosaggio di diventare parte della linea di produzione anziché funzionare come una macchina isolata per la movimentazione delle polveri.
Quando gli acquirenti cercano il prezzo dell'attrezzatura per il dosaggio delle polveri, confrontare due quotazioni in base al solo prezzo dell'attrezzatura principale può essere fuorviante. Una macchina di dosaggio di base e un sistema automatizzato completo di gestione della polvere possono entrambi essere descritti come "apparecchiature per il dosaggio della polvere" pur avendo configurazioni molto diverse.
La capacità di elaborazione è uno dei primi fattori. Un sistema progettato per laboratori di piccoli lotti o produzioni speciali non richiede lo stesso alimentatore, volume di stoccaggio o capacità di trasporto di una linea industriale continua.
La precisione della pesatura è un altro importante fattore di costo. Una maggiore precisione di dosaggio può richiedere celle di carico, progettazione meccanica, algoritmi di controllo e scarico stabile del materiale più adatti. La precisione richiesta dovrebbe quindi essere definita in base alla formulazione piuttosto che selezionata semplicemente perché una specifica più elevata suona meglio.
Incide sul preventivo anche il sistema di alimentazione a vuoto. La capacità del ventilatore radicale, la distanza di trasporto, la configurazione della tubazione, le dimensioni dell'alimentatore e i requisiti di filtraggio influenzano tutti la configurazione finale. Un percorso di trasporto breve per una polvere a flusso libero è fondamentalmente diverso da un percorso lungo che movimenta materiale fine o coeso.
Altri fattori importanti includono:
Configurazione di alimentazione sacconi o sacchi piccoli
Capacità serbatoio stoccaggio polveri
Intervallo di dosaggio e precisione di pesatura
Area del filtro e configurazione del ritorno di impulso
Materiale del contatto e finitura superficiale
Funzionamento manuale, semiautomatico o completamente automatico
Controllo PLC e HMI
Numero di punti di dosaggio
Requisiti di sicurezza speciali o a prova di esplosione, ove applicabile
Integrazione con miscelatori, reattori, linee di confezionamento o altre apparecchiature di processo
RUMI Technology affronta questi requisiti come un sistema completo piuttosto che trattare il dosaggio come una macchina a sé stante. Da quando ha sviluppato il suo primo sistema di dosaggio ad alta precisione sviluppato internamente e apparecchiature di miscelazione ad alta efficienza nel 2018, RUMI si è concentrata su apparecchiature per la chimica fine e soluzioni di processo personalizzate. La sua esperienza copre i requisiti di dosaggio per i produttori di vernici e inchiostri, le applicazioni di miscelazione per aziende produttrici di resine e nuovi materiali e soluzioni di sistema per la produzione di nuova energia e materiali compositi.
Il sistema di qualità RUMI comprende test di fabbrica 72 ore su 24, risposta post-vendita 24 ore su 24, certificazioni ISO9001 e CE. Questi dettagli sono rilevanti quando si valuta il costo delle apparecchiature perché la messa in servizio, la verifica dell'affidabilità e il supporto post-vendita possono avere un effetto significativo sul costo effettivo del ciclo di vita di un sistema automatizzato di gestione delle polveri.
La giusta attrezzatura per il dosaggio industriale delle polveri dovrebbe essere selezionata in base sia al materiale che al processo.
Le polveri alimentari possono richiedere superfici di contatto igieniche e rischi di contaminazione controllata. Le vernici e gli inchiostri spesso utilizzano pigmenti e additivi fini per i quali il contenimento della polvere e il dosaggio ripetibile sono importanti. Gli adesivi e i prodotti chimici per l'edilizia possono contenere polveri con diversa fluidità o sensibilità all'umidità. Le batterie al litio e le applicazioni di nuovi materiali possono porre maggiori requisiti in termini di compatibilità dei materiali, controllo della contaminazione e coerenza del dosaggio.
Per le polveri a flusso libero, la preoccupazione principale potrebbe essere il mantenimento di una velocità di alimentazione stabile. Le polveri fini o coesive possono richiedere un'ulteriore considerazione della geometria della tramoggia, delle vibrazioni, del distacco del materiale e della progettazione dello scarico. I materiali abrasivi possono richiedere componenti di contatto idonei e resistenti all'usura, mentre le polveri sensibili all'umidità possono richiedere controlli ambientali e di trasporto più severi.
Pertanto non esiste una configurazione di dosaggio “migliore” universale. Il sistema appropriato è determinato dalle caratteristiche della polvere, dall'intervallo di dosaggio richiesto, dalla capacità di produzione, dall'accuratezza della pesatura, dalla distanza di trasporto e dai requisiti del processo a valle.
Per i produttori che confrontano i sistemi, l’approccio più utile è valutare il percorso completo del materiale: come la polvere entra nel sistema, come viene trasportata, dove viene immagazzinata, come viene pesata, come viene scaricata e come ciascuna fase comunica con quella successiva. Ciò fornisce una base molto più chiara per confrontare le attrezzature rispetto al solo prezzo della macchina.
Per la lavorazione industriale delle polveri, il prezzo più basso dell'attrezzatura per il dosaggio delle polveri non è necessariamente la soluzione più economica. La stabilità di alimentazione, la precisione della pesatura, il contenimento della polvere, la capacità di stoccaggio, la filtrazione, l'automazione, la compatibilità dei materiali e l'integrazione influenzano tutti le prestazioni operative a lungo termine. Un sistema ben configurato dovrebbe ridurre la movimentazione manuale mantenendo al contempo un flusso di polvere controllato e un dosaggio ripetibile dalla prima fase di apertura del sacco fino al punto di produzione finale. Per le aziende con requisiti esigenti di lavorazione delle polveri, questi fattori forniscono una base più pratica per selezionare apparecchiature di dosaggio industriale delle polveri adatte al processo piuttosto che semplicemente adatte al budget.
