linee di compounding - Coperion K-Tron

APP seminar
Milano, 05 Marzo 2015
Principali problematiche nel Materials Handling
in linee di compounding
Alessandro Zeri
Head of Sales, Plastics Processors & Compounding Plants
Coperion S.r.l.
Ferrara (I)
Problematiche nel Materials Handling in linee di compounding
Contenuto
 Principali problematiche nel Materials Handling in linee di compounding
 Nuove prospettive nel compounding: linee complete da un solo fornitore
Problematiche nel Materials Handling in linee di compounding
Contenuto
 Principali problematiche nel Materials Handling in linee di compounding
 Nuove prospettive nel compounding: linee complete da un solo fornitore
Problematiche nel Materials Handling in linee di compounding
Contenuto
 diagramma di flusso tipico
 polvere e capelli d’angelo nel prodotto
 riduzione o eliminazione della degradazione del prodotto
 pulizia dei pellets
 design compatto: sistemi di refilling Coperion K-TRON e vacuum sequencing
 precisione di dosaggio: dosatori gravimetrici Coperion K-TRON
 trasporto di fibra di vetro
 raffreddamento di pellets
 pulizia rapida – cambio prodotto
Problematiche nel Materials Handling in linee di compounding
Contenuto
 diagramma di flusso tipico
 polvere e capelli d’angelo nel prodotto
 riduzione o eliminazione della degradazione del prodotto
 pulizia dei pellets
 design compatto: sistemi di refilling Coperion K-TRON e vacuum sequencing
 precisione di dosaggio: dosatori gravimetrici Coperion K-TRON
 trasporto di fibra di vetro
 raffreddamento di pellets
 pulizia rapida – cambio prodotto
Produzione di compounds e masterbatch
Diagramma di flusso tipico
Problematiche nel Materials Handling in linee di compounding
Contenuto
 diagramma di flusso tipico
 polvere e capelli d’angelo nel prodotto
 riduzione o eliminazione della degradazione del prodotto
 pulizia dei pellets
 design compatto: sistemi di refilling Coperion K-TRON e vacuum sequencing
 precisione di dosaggio: dosatori gravimetrici Coperion K-TRON
 trasporto di fibra di vetro
 raffreddamento di pellets
 pulizia rapida – cambio prodotto
Polvere e capelli d’angelo nel prodotto
Conseguenza: riduzione della qualità del prodotto
Riduzione o eliminazione della degradazione del prodotto
Soluzioni tecniche
polvere
Capelli
d’angelo
Trasporto gentile in fase diluita
X
X
Trasporto in fase densa
X
X
Curve speciali (Gamma-bends)
X
X
Giunzioni flangiate ottimizzate
X
Tecnologia di processo
Apparecchiature
Tubo pallinato
X
Riduzione dei fini con l’uso di GAMMA-BEND®
Principio funzionale
Amount of streamers [ppm]
25
Product: Lupolen 3020F
Test duration: 1h
Temperature: 21º C
Ratio: 8
20
Angel hair bend
Angel hair GAMMA-BEND
15
10
5
0
20
22
24
26
28
30
Air velocity [m/s]
32
34
36
Effetti delle giunzioni flangiate
Diversi tipi di flange -> diverso effetto sul prodotto finito
La smussatura riduce
gli angoli di impatto
Angoli di impatto
dipendenti dalle
tolleranze di
assemblaggio
Flange maschio/femmina non
presentano angoli di impatto
Trasporto pneumatico di pellets
Creazione di fini con differenti modalità di trasporto
Fase diluita gentile
= fase “strand”
Fase diluita
degradazione
Fase densa
Bassa velocità
0
5
10
15
20
Velocità gas [m/s]
25
30
35
Trasporto in fase densa in pressione
CONTI-SCHUB®
Trasporto in fase densa in aspirazione
Sviluppata per impianti di compounding: VACU-TAKT®
 trasporto denso in aspirazione con velocità 2÷8 m/s
 semplicità del concetto
 limitati spazi richiesti al punto di presa (normalmente sotto un vaglio)
 distanze fino a 70 m, capacità fino a 10 t/h
 opzionale: versione resistente all’usura (ex. per fibra vetro)
Pompa a vuoto
con inverter
Prodotto
In arrivo
Presa aria atm
By-pass
Filtro separatore
Scarico
prodotto
Problematiche nel Materials Handling in linee di compounding
Contenuto
 diagramma di flusso tipico
 polvere e capelli d’angelo nel prodotto
 riduzione o eliminazione della degradazione del prodotto
 pulizia dei pellets
 design compatto: sistemi di refilling Coperion K-TRON e vacuum sequencing
 precisione di dosaggio: dosatori gravimetrici Coperion K-TRON
 trasporto di fibra di vetro
 raffreddamento di pellets
 pulizia rapida – cambio prodotto
Pulizia dei pellets con elutriatore
Separatore orizzontale HFS
Prodotto
Funzionalità
Pulizia
HFS
HFS
22 sec
Valvola dosante
integrata
Aria di lavaggio
Letto fluido
111 sec
15 sec
53 sec
Separatore orizzontale a letto fluido HFS
Efficienza di pulizia
Separatore orizzontale a letto fluido HFS
Schema di flusso del sistema
1
3
4
6
7
HFS
Ventilatore aria lavaggio
Ventilatore aspirante
Ciclone separatore
Valvola rotativa
1
Capacità min. 750 kg/h
Facile installazione in impianti esistenti: altezza HFS
solo 635 mm
Problematiche nel Materials Handling in linee di compounding
Contenuto
 diagramma di flusso tipico
 polvere e capelli d’angelo nel prodotto
 riduzione o eliminazione della degradazione del prodotto
 pulizia dei pellets
 design compatto: sistemi di refilling Coperion K-TRON e vacuum sequencing
 precisione di dosaggio: dosatori gravimetrici Coperion K-TRON
 trasporto di fibra di vetro
 raffreddamento di pellets
 pulizia rapida – cambio prodotto
Sistemi di refilling Coperion K-TRON
Design modulare compatto
Caratteristiche:
I ricevitori sono disegnati per trattare polveri, pellets,
rimacinati o materiali in granuli. Il loro design
modulare permette flessibilità nella selezione dei
materiali di costruzione e filtrazione per soddisfare le
richieste di ogni applicazione.
Caratteristiche standard:
 Alluminio, acciaio inox o acciaio al carbonio
verniciato
 Design modulare con vari tipi di materiali filtranti
 Ingresso materiale singolo o doppio
Pellets
Polveri
Sistemi di refilling Coperion K-TRON
Caricatori Venturi
Configurazione dei caricatori Venturi:
 Soluzione conveniente e compatta per
caricamento materiali
 Il sistema utilizza aria compressa
strumenti per effettuare un trasporto in
aspirazione
 Non richiede installazione di aspiratori /
compressori dedicati
Sistemi di refilling Coperion K-TRON
Vacuum sequencing
Valvole
1 + 2 chiuse
Ricevitore 1
Valvola
scarico
chiusa
Filtro
secondario
Pompa
attiva
Valvola by-pass
in posizione “vent”
Ricevitore 2
Sistemi di refilling Coperion K-TRON
Vacuum sequencing
Valvola 1 aperta
Valvola di scarico
chiusa
Pompa
attiva
Valvola by-pass in
pos. trasporto
Valvola 2 chiusa
Sistemi di refilling Coperion K-TRON
Vacuum sequencing
Valvole
1 + 2 chiuse
Ricevitore 1 pieno
Pompa
attiva
Valvola di scarico
chiusa
Valvola by-pass in
pos. trasporto
Ricevitore 2
vuoto
Sistemi di refilling Coperion K-TRON
Vacuum sequencing
Valvola 1 chiusa
Valvola 2 aperta
Valvola
scarico
aperta
Pompa
attiva
Valvola by-pass in
pos. trasporto
Valvola
scarico
chiusa
Sistemi di refilling Coperion K-TRON
Vacuum sequencing
Valvole 1 & 2
chiuse
Ricevitore 2 pieno
Valvola
scarico
chiusa
Pompa
attiva
Valvola by-pass in
pos. chiusa
Valvola
scarico
chiusa
Sistemi di refilling Coperion K-TRON
Vacuum sequencing
Valvola 1 aperta
Valvola 2 chiusa
Valvola
scarico
chiusa
Pompa
attiva
Valvola by-pass in
pos. trasporto
Valvola
scarico
aperta
Problematiche nel Materials Handling in linee di compounding
Contenuto
 diagramma di flusso tipico
 polvere e capelli d’angelo nel prodotto
 riduzione o eliminazione della degradazione del prodotto
 pulizia dei pellets
 design compatto: sistemi di refilling Coperion K-TRON e vacuum sequencing
 precisione di dosaggio: dosatori gravimetrici Coperion K-TRON
 trasporto di fibra di vetro
 raffreddamento di pellets
 pulizia rapida – cambio prodotto
Dosatori gravimetrici Coperion K-TRON
Considerazioni di design:
 Preferire brevi tempi di refilling, in cui il dosatore
lavora in modo volumetrico;
 considerare caratteristiche di scorrevolezza del
prodotto;
 ventilazione del dosatore durante il refill: pulizia dei
filtri delle pre-hopper o estrazione aria possono
peggiorare l’accuratezza di dosaggio;
Dosatori gravimetrici a vite
 e’ preferibile che volume di refill e della pre-hopper
siano il più simili possibile.
Dosatore a nastro
Dosatori gravimetrici Coperion K-TRON
Esistono due tipi principali di dosaggio:
Volumetrico
(flusso di volume)
Gravimetrico
(flusso di massa)
t
G
G2
G
G1
Refill hopper
Refill hopper
t1
Feeder
controller
Refill device
t
t2
G = G2 - G1
t = t2 - t1
Feeder
controller
Refill device
Load cells
Weight
signal
Meteringzone
Speed
Drivecommand
Meteringzone
Speed
Drivecommand
Dosatori gravimetrici Coperion K-TRON
F
GND
Weight (g)
Conventional Weighing Technology
50
40
30
20
10
0
-10
-20
-30
-40
-50
0
10
20
30
40
50
60
Frequency (Hz)
70
80
90
100
90
100
K-Tron SFT II Output With Digital Filtering
Weight (g)
Lo Smart Force Transducer (SFT) offre:
 Tecnologia di misurazione a filo vibrante
 Risoluzione – 1:4‘000‘000
 Microprocessore incorporato
 Calibrazione unica alla costruzione
 Trasmissione segnale priva di «rumore»
 Rapido tempo di campionamento (112 campioni/sec.)
 Elevata accuratezza a breve termine in qualunque
condizione
 Indipendenza dalle vibrazioni
30
20
10
0
-10
-20
-30
0
10
20
30
40
50
60
Frequency (Hz)
70
80
Problematiche nel Materials Handling in linee di compounding
Contenuto
 diagramma di flusso tipico
 polvere e capelli d’angelo nel prodotto
 riduzione o eliminazione della degradazione del prodotto
 pulizia dei pellets
 design compatto: sistemi di refilling Coperion K-TRON e vacuum sequencing
 precisione di dosaggio: dosatori gravimetrici Coperion K-TRON
 trasporto di fibra di vetro
 raffreddamento di pellets
 pulizia rapida – cambio prodotto
Trasporto denso di fibra di vetro
Formazione di gomitoli
Stress meccanico dovuto a
velocità di trasporto elevata
 Generazione di gomitoli
Trasporto in fase densa previene la
formazione di gomitoli
Trasporto denso di fibra di vetro
Schema di flusso del sistema
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Trasporto denso di fibra di vetro
Stazione svuota big-bags
Trasporto denso di fibra di vetro
Tramoggia di ricezione
Problematiche nel Materials Handling in linee di compounding
Contenuto
 diagramma di flusso tipico
 polvere e capelli d’angelo nel prodotto
 riduzione o eliminazione della degradazione del prodotto
 pulizia dei pellets
 design compatto: sistemi di refilling Coperion K-TRON e vacuum sequencing
 precisione di dosaggio: dosatori gravimetrici Coperion K-TRON
 trasporto di fibra di vetro
 raffreddamento di pellets
 pulizia rapida – cambio prodotto
Raffreddamento di pellets
Scambiatore di calore a fascio tubiero BULK-X-CHANGE®
Buffer prodotto
Piatto di distribuzione
Scambiatore di
calore
Cono mass flow
Scambiatore di calore a fascio tubiero BULK-X-CHANGE®
Applicazione: raffreddamento di pellets prima dell’insacco
Integrazione di un BULK-X-CHANGE con 2 sistemi di trasporto in aspirazione
Vantaggi rispetto ad altre
soluzioni:
 libertà di posizionamento
 sistema chiuso
 nessun vapore
 nessun rumore
 nessuna degradazione prodotto
Il Bulk-X-Change può anche essere usato per ridurre umidità superficiale
Problematiche nel Materials Handling in linee di compounding
Contenuto
 diagramma di flusso tipico
 polvere e capelli d’angelo nel prodotto
 riduzione o eliminazione della degradazione del prodotto
 pulizia dei pellets
 design compatto: sistemi di refilling Coperion K-TRON e vacuum sequencing
 precisione di dosaggio: dosatori gravimetrici Coperion K-TRON
 trasporto di fibra di vetro
 raffreddamento di pellets
 pulizia rapida – cambio prodotto
Linee di compounding
Soluzioni per rapidi cambi di produzione e manutenzione rapida
Problematiche nel Materials Handling in linee di compounding
Contenuto
 Principali problematiche nel Materials Handling in linee di compounding
 Nuove prospettive nel compounding: linee complete da un solo fornitore
Compounding – linee complete da un solo fornitore
Contenuto
 linee di compounding
 design modulare
 esempio di compounding plant
 Integrazione di processo e infrastrutture
Compounding – linee complete da un solo fornitore
Contenuto
 linee di compounding
 design modulare
 esempio di compounding plant
 Integrazione di processo e infrastrutture
Linee di compounding
Apparecchiature-chiave
Estrusori
Pellettizzatore
Dosatori e sistemi di refill
Vagli
materials handling
Automazione
Strutture
Insacco e pallettizzazione
Linee di compounding
Un unica cornice per gli elementi-chiave di processo
INSTALLAZIONE & COMMISSIONING
REFILL
DOSATORI
PELLETIZER
MATERIAL
HANDLING
ESTRUSORE
HANDLING
PRODOTT
O FINITO
VAGLIO
DESIGN APPARECCHIATURE
KNOW-HOW DI PROCESSO
COMPETENZA INGEGNERISTICA
PROJECT MANAGEMENT E GESTIONE CANTIERE
INSACCO
&
PALLETIZING
Tutti gli elementi-chiave da un singolo partner:
 estrusori bi-vite co-rotanti
 sistemi di pellettizzazione
 materials handling
 insacco e pallettizzazione
 automazione
 ingegneria di processo
 tecnologia di dosaggio
 sistemi di refilling
 sistemi di vagliatura
Apparecchiature di proprietà per l’intera catena di processo
know-how di processo, competenza in ingegneria e project management
Grande base installata – più di 150 linee complete di compounding installate negli
ultimi 10 anni
Compounding – linee complete da un solo fornitore
Contenuto
 linee di compounding
 design modulare
 esempio di compounding plant
 Integrazione di processo e infrastrutture
Design modulare
Modello 3D di ZSK 70 con dosatori e Refill
Vantaggi del design modulare
Sicurezza– flessibilità – mobilità
• tempistiche di progetto più brevi
 la linea di compounding è indipendente dall’edificio
 modulo ed edificio possono essere costruiti in parallelo
• installazione e commissioning rapidi
 linee pre-testate dal fornitore
• facilità di spedizione
 dimensioni entro gli standard internazionali per trasporti
terrestri e marittimi
• facilità di rilocazione
 Rapidi smontaggio e ri-montaggio
• disponibilità globale
 Coperion realizza impianti modulari in Europa, Cina e Nord
America
Compounding – linee complete da un solo fornitore
Contenuto
 linee di compounding
 design modulare
 esempio di compounding plant
 Integrazione di processo e infrastrutture
Esempio di compounding plant
Pre-installazione di moduli in Coperion Stuttgart
ZSK 133 e ZSK 70
Esempio di compounding plant
Installazione di Moduli presso il cliente finale
Esempio di compounding plant
2 linee dalle pre-hopper al pelletizing
Handling materie prime
Realizzazione,
trasporto e dosaggio pre-mix
Handling prodotto finito
Silos di insacco e blower room
Rimozione delle polveri
Sistema
di aspirazione centrale
Compounding – linee complete da un solo fornitore
Contenuto
 linee di compounding
 design modulare
 esempio di compounding plant
 Integrazione di processo e infrastrutture
Dal processo all’intero impianto
Fornitura Lump-Sum Turn-Key
LSTK
Lavori civili
Strutture
metalliche
infrastrutture
Processo
power
supply
Sistema di
drenaggio
HVAC
Trattamento
fumi
Edifici &
facilities
utilities
Dal processo all’intero impianto
La cornice più ampia
EDIFICIO– CIVILE – POWER SUPPLY – UTILITIES – INFRASTRUTTURE
INSTALLAZIONE
& COMMISSIONING
INSTALLATION
& COMMISSIONING
REFILL
MATERIAL
HANDLING
DOSATORI
ESTRUSORE
PELLETIZER
VAGLIO
HANDLING
PRODOTT
O
FINITO
EQUIPMENT DESIGN
PROCESS KNOW-HOW
COMPETENZA INGEGNERISTICA
PROJECT & SITE MANAGEMENT
COORDINAMENTO COSTRUZIONI E PERMESSI
INSACCO
&
PALLETIZING
Integrazione di process e scopo LSTK
Potenziale di decrescita costi
un concetto intelligente e bilanciato offre i maggiori risparmi
la fase concettuale è la più importante
Grazie della vostra attenzione.