O fabrică alimentară pierdea aproape 4% din fiecare lot ca praf și granule sparte în timpul transferului de la mixer la linia de ambalare. Problema nu a fost etapa de amestecare; era o linie de transport în fază diluată care rula la 22 m/s, lăsând fiecare particulă să lovească peretele conductei și fiecare îndoire. După trecerea la transportul pneumatic în fază densă, pierderea de produs a scăzut sub 0,5 la sută și durata de viață a țevii s-a extins de la aproximativ un an la mai mult de patru. Acest rezultat este tipic pentru materialele care sunt abrazive, friabile sau predispuse la segregare: faza densă mișcă aceleași solide în vrac la o fracțiune din viteză, astfel încât particulele alunecă prin linie în melci împachetate în loc să se ciocnească cu fitingurile la viteză mare.
Ce este transportul pneumatic în fază densă?
Transportul pneumatic în fază densă este o metodă de înaltă presiune și viteză mică de deplasare a pulberilor și granulelor în vrac. Materialul nu este suspendat în fluxul de aer. În schimb, un compresor sau o suflantă furnizează aer la aproximativ 2 până la 8 bari (30 până la 100 PSIG), împingând o coloană de produs ambalată prin conductă. Materialul călătorește ca dune de-a lungul fundului țevii sau sub formă de melci cu orificiu complet separați de pungi de aer.
Densitatea de transport în linie este de obicei de aproximativ 50% din densitatea în vrac a materialului în repaus, motiv pentru care metoda este numită „densă”. Vitezele produsului rămân de obicei între 1 și 8 m/s, comparativ cu 15 până la 35 m/s pentru transportul în fază diluată. Această combinație de presiune ridicată și viteză mică este cea care protejează atât produsul, cât și conducta.
Faza densă vs. faza diluată: ce se schimbă de fapt
Cel mai simplu mod de a compara cele două metode este prin modul în care produsul se mișcă. În faza diluată, materialul este complet suspendat și urmează fluxul de aer, astfel încât particulele individuale călătoresc rapid și se ciocnesc cu peretele conductei. În faza densă, materialul este împins înainte ca dopuri care se mișcă încet, iar cea mai mare parte a energiei aerului este transformată în presiune și nu în viteză.
| Parametru | Faza de diluare | Faza densa |
|---|---|---|
| Viteza produsului | 15-35 m/s | 1-8 m/s |
| Presiunea aerului | 0,2-1 bar | 2-8 bari |
| Raport produs-aer | Scăzut | Înalt |
| Uzura componentelor | Înalt | Scăzut |
| Degradarea produsului | Înalt | Scăzut |
| Costul compresiei aerului | Scăzuter | Înalter |
| Distanța tipică de transport | Scurt spre mediu | Mediu spre lung |
Costul mai mare al compresiei aerului este principalul motiv pentru care faza densă nu este instalată peste tot. Economiile provin din uzura redusă, mai puține daune ale produsului și întreținerea mai redusă a coturilor, deviatoarelor și supapelor rotative.
Cum funcționează un sistem cu fază densă
Un sistem de fază densă are trei elemente de bază: un vas sub presiune sau un rezervor de suflare care alimentează material în conductă, o alimentare cu aer comprimat și puncte de injecție a aerului de-a lungul conductei. Ciclul de operare este simplu:
- Rezervorul de suflare este umplut în timp ce este aerisit în atmosferă.
- Supapa de admisie se închide și aerul comprimat presurizează vasul.
- Când presiunea vasului depășește rezistența conductei, materialul este forțat să iasă din rezervor în conductă.
- Punctele de injecție de aer de-a lungul țevii eliberează aer la intervale, menținând coloana de material în mișcare ca dopuri și împiedicând-o să se împacheteze solid.
Un punct care încă provoacă confuzie este diferența dintre un rezervor de suflare și funcționarea în fază densă adevărată. Folosirea numai a unui rezervor de suflare nu garantează un comportament în fază densă. Dacă viteza aerului este suficient de mare pentru a suspenda materialul, sistemul funcționează în fază diluată chiar dacă este alimentat de un vas sub presiune. Factorul decisiv este viteza, nu tipul de alimentare.
Care materiale beneficiază cel mai mult
Faza densă nu este alegerea potrivită pentru fiecare produs. Acesta își câștigă costul operațional pe materiale care altfel ar fi deteriorate sau ar deteriora linia. Patru categorii sunt deosebit de potrivite:
- Produse abrazive cum ar fi alumina, nisip siliciu și multe intermediari chimici . Viteza redusă înseamnă mai puțină eroziune a țevilor, în special la coturi.
- Produse friabile și fragile inclusiv granule farmaceutice , cafea instant și particule acoperite. Acțiunea blândă de împingere păstrează dimensiunea particulelor și reduce praful.
- Loturi mixte care tind să se segreze atunci când aerul este suflat prin ele. Faza densă minimizează clasificarea particulelor tipică fluxurilor de mare viteză.
- Materiale moi și compresibile cum ar fi multe pulberi alimentare și granule polimerice, care se deformează sau se untesc la impact în faza diluată.
Pulberile fine, foarte coezive sunt principala excepție. Ele pot forma arcuri stabile în loc de limacși curați. Din acest motiv, o încercare de transport cu produsul real nu este opțională; este singura modalitate sigură de a confirma că faza densă va funcționa și de a dimensiona corect linia.
Potrivirea abordării transportului cu linia dvs
Înainte de a se angaja într-un sistem cu fază densă completă, inginerii fabricii ar trebui să cântărească distanța de transfer și comportamentul produsului față de echipamente mai simple. Pentru distanțe scurte de transfer, un transportor cu vid oferă o alternativă pneumatică cu costuri reduse și este utilizat pe scară largă pentru a muta pulberile din saci, pubele sau echipamente de proces mici, fără scăpare de praf.
Transportul cu vid este de obicei limitat la distanțe mai mici de 30 de metri, dar în acest interval evită cheltuiala de capital a unui vas sub presiune și a stației de compresor și este ușor de curățat între schimbările de produs.
Pe partea mecanică, un transportor cu șurub oferă o modalitate fiabilă și închisă de a alimenta materialul cu o rată controlată într-un amestecător, granulator sau mașină de ambalare. Transportoarele cu șurub sunt adesea folosite pentru transferuri orizontale sau înclinate scurte, unde produsul curge liber și aspectul este fix.
Transportor cu șurub pentru granule alimentare LS pentru transferul materialului pe distanțe scurte Acest transportor cu șurub din oțel inoxidabil este potrivit pentru alimentarea controlată cu pulberi și granule uscate cu curgere liberă pe rute orizontale sau înclinate scurte, completând sistemele cu fază densă mai lungă din fabricile alimentare, chimice și farmaceutice. Vizualizare produs → Pentru tiraje lungi, debit mare sau produse care nu pot tolera manipularea mecanică, faza densă rămâne alegerea preferată. Multe fabrici alimentare, chimice și farmaceutice rulează o combinație: transport cu vid sau șurub pentru segmentele scurte, fază densă pentru linia principală dintre clădiri sau silozuri.
Considerații cheie înainte de a cumpăra
Atunci când specificați un sistem cu fază densă, discuția cu furnizorul ar trebui să stabilească cel puțin patru puncte înainte ca orice echipament să fie cotat.
- Alimentare cu aer. Faza densă necesită o sursă de aer cu presiune mai mare decât faza diluată. Decideți dacă porniți un compresor dedicat sau introduceți aerul din fabrică. Alimentarea dedicată este de obicei mai fiabilă, deoarece presiunea aerului din uzină fluctuează atunci când alte echipamente pornesc și se opresc.
- Dispunerea liniilor. Fiecare îndoire adaugă rezistență și oferă melcilor un loc unde să se oprească. Păstrați curbele la minimum, utilizați coturi cu rază lungă, iar pentru produsele abrazive instalați suporturi de uzură înlocuibile sau coturi căptușite cu ceramică.
- Testarea materialelor. Nu dimensionați niciodată o linie de fază densă numai din densitatea în vrac. Distribuția dimensiunii particulelor, conținutul de umiditate, coeziunea și friabilitatea afectează toate formarea dopului. O încercare controlată a produsului real este singura modalitate fiabilă de a seta diametrul liniei, debitul de aer și presiunea.
- Calitatea componentelor. Supapa de descărcare a rezervorului de suflare, fitingurile de injecție a aerului și coturile conductei eșuează cel mai devreme în serviciul abraziv. Specificați componentele evaluate pentru presiunea de funcționare și proiectate pentru înlocuire rapidă.
Costurile de exploatare ar trebui, de asemenea, evaluate cu onestitate. Sistemele cu fază densă necesită de obicei compresoare mai mari și mai multă energie pe tonă transportată decât faza diluată. Rambursarea vine de la mai puține pierderi de produs, mai puține întreținere și mai puține blocaje ale liniilor. Instalațiile care rulează produse abrazive sau fragile recuperează de obicei diferența în cadrul primului ciclu complet de producție.
Întrebarea decisivă este simplă: ce face produsul tău când se deplasează cu 25 m/s? Dacă răspunsul este spargerea, praful, segregarea sau uzura rapidă a conductelor, transportul pneumatic în fază densă merită investiția mai mare în compresor. Dacă produsul este robust, curge liber, iar distanța este scurtă, un sistem mai simplu de vid sau șurub va fi potrivit. În fiecare caz, vitezele, presiunile și comportamentul materialului măsurate în timpul unei încercări cu propriul produs ar trebui să determine specificația finală.
