Prehrambena tvornica gubila je gotovo 4 posto svake serije kao prašinu i slomljene granule tijekom prijenosa iz miješalice u liniju za pakiranje. Problem nije bio korak miješanja; to je bila transportna linija razrijeđene faze koja je radila brzinom od 22 m/s, dopuštajući svakoj čestici da udari u stijenku cijevi i svaki zavoj. Nakon prelaska na pneumatski transport guste faze, gubitak proizvoda pao je ispod 0,5 posto, a vijek trajanja cijevi produljen s otprilike jedne godine na više od četiri. Taj je ishod tipičan za materijale koji su abrazivni, trošni ili skloni segregaciji: gusta faza pomiče iste rasute krutine djelićem brzine, tako da čestice klize kroz liniju u zbijenim komadima umjesto da se sudaraju s armaturama velikom brzinom.
Što je gustofazni pneumatski transport?
Pneumatski transport guste faze je metoda niske brzine i visokog pritiska za premještanje rasutog praha i granula. Materijal nije suspendiran u struji zraka. Umjesto toga, kompresor ili puhalo isporučuje zrak pri otprilike 2 do 8 bara (30 do 100 PSIG), gurajući nabijeni stup proizvoda kroz cjevovod. Materijal putuje kao dine duž dna cijevi ili kao puževi punog provrta odvojeni zračnim džepovima.
Gustoća prijenosa u liniji obično je oko 50 posto masene gustoće materijala u mirovanju, zbog čega se metoda naziva "gusta". Brzine proizvoda obično ostaju između 1 i 8 m/s, u usporedbi s 15 do 35 m/s za prijenos razrijeđene faze. Ova kombinacija visokog tlaka i niske brzine je ono što štiti i proizvod i cijev.
Gusta faza naspram razrijeđene faze: Što se zapravo mijenja
Najjednostavniji način za usporedbu ove dvije metode je po tome kako se proizvod kreće. U razrijeđenoj fazi, materijal je potpuno suspendiran i prati struju zraka, tako da pojedinačne čestice brzo putuju i sudaraju se sa stijenkom cijevi. U gustoj fazi, materijal se gura naprijed kao čepovi koji se polagano kreću, a većina energije zraka pretvara se u pritisak, a ne u brzinu.
| Parametar | Razrijeđena faza | Gusta faza |
|---|---|---|
| Brzina proizvoda | 15-35 m/s | 1-8 m/s |
| Tlak zraka | 0,2-1 bar | 2-8 bara |
| Omjer proizvoda i zraka | Niska | visoko |
| Trošenje komponenti | visoko | Niska |
| Degradacija proizvoda | visoko | Niska |
| Cijena kompresije zraka | Niskaer | visokoer |
| Tipična udaljenost prijenosa | Kratko do srednje | Srednje do dugo |
Veći trošak kompresije zraka glavni je razlog zašto se gusta faza ne postavlja posvuda. Uštede proizlaze iz smanjenog trošenja, manjeg oštećenja proizvoda i manjeg održavanja na koljenima, skretnicima i rotirajućim ventilima.
Kako funkcionira sustav guste faze
Sustav guste faze ima tri osnovna elementa: tlačnu posudu ili spremnik za puhanje koji dovodi materijal u cjevovod, dovod komprimiranog zraka i točke ubrizgavanja zraka duž cjevovoda. Radni ciklus je jednostavan:
- Spremnik za ispuhivanje se puni dok se ispušta u atmosferu.
- Ulazni ventil se zatvara i komprimirani zrak stvara tlak u posudi.
- Kada tlak u posudi nadjača otpor cjevovoda, materijal se istiskuje iz spremnika u cjevovod.
- Točke ubrizgavanja zraka duž cijevi ispuštaju zrak u intervalima, održavajući stupac materijala pokretnim kao čepovi i sprječavajući njegovo čvrsto pakiranje.
Jedna točka koja još uvijek izaziva zabunu je razlika između spremnika za puhanje i rada prave guste faze. Samo korištenje spremnika za ispuhivanje ne jamči ponašanje guste faze. Ako je brzina zraka dovoljno velika da suspendira materijal, sustav radi u razrijeđenoj fazi iako se dovodi iz tlačne posude. Odlučujući faktor je brzina, a ne vrsta hranilice.
Koji materijali imaju najveću korist
Gusta faza nije pravi izbor za svaki proizvod. Svoje operativne troškove zarađuje na materijalima koji bi inače bili oštećeni ili bi oštetili liniju. Četiri su kategorije posebno prikladne:
- Abrazivni proizvodi kao što su glinica, silikatni pijesak i mnogi drugi kemijski međuproizvodi . Mala brzina znači manju eroziju cijevi, posebno na zavojima.
- Lomljivi i lomljivi proizvodi uključujući farmaceutske granule , instant kava i obložene čestice. Lagano guranje čuva veličinu čestica i smanjuje prašinu.
- Mješovite serije koji imaju tendenciju odvajanja kada se kroz njih puše zrak. Gusta faza minimizira klasifikaciju čestica tipičnu za tokove velike brzine.
- Meki i kompresibilni materijali kao što su mnogi prehrambeni prahovi i polimerne granule, koje se deformiraju ili razmazuju pod udarom u razrijeđenoj fazi.
Fini, visoko kohezivni puderi glavna su iznimka. Mogu oblikovati stabilne lukove umjesto čistih puževa. Iz tog razloga, probno testiranje sa stvarnim proizvodom nije izborno; to je jedini pouzdani način da potvrdite da će gusta faza raditi i da pravilno odredite veličinu linije.
Prilagođavanje transportnog pristupa vašoj liniji
Prije nego što se obvežu na sustav pune guste faze, inženjeri pogona trebaju odvagnuti udaljenost prijenosa i ponašanje proizvoda u odnosu na jednostavniju opremu. Za kratke udaljenosti prijenosa, vakuumski transporter nudi jeftinu pneumatsku alternativu i naširoko se koristi za premještanje praha iz vreća, spremnika ili male procesne opreme bez izlaska prašine.
Vakuumski prijenos obično je ograničen na udaljenosti ispod 30 metara, ali unutar tog raspona izbjegava kapitalne troškove tlačne posude i kompresorske stanice, a lako se čisti između promjena proizvoda.
S mehaničke strane, pužni transporter osigurava pouzdan, zatvoren način za dopremanje materijala kontroliranom brzinom u mješalicu, granulator ili stroj za pakiranje. Pužni transporteri često se koriste za kratke vodoravne ili nagnute prijenose gdje je proizvod slobodan teče i raspored je fiksan.
LS pužni transporter granulata hrane za prijenos materijala na kratke udaljenosti Ovaj pužni transporter od nehrđajućeg čelika prikladan je za kontrolirano dopremanje slobodno protočnih suhih prahova i granula kratkim vodoravnim ili kosim rutama, nadopunjujući duže sustave guste faze u prehrambenim, kemijskim i farmaceutskim postrojenjima. Pogledajte proizvod → Za duge serije, visoku propusnost ili proizvode koji ne podnose mehaničko rukovanje, gusta faza ostaje preferirani izbor. Mnoga prehrambena, kemijska i farmaceutska postrojenja rade kombinaciju: vakuumski ili pužni transport za kratke segmente, gusta faza za glavni vod između zgrada ili silosa.
Ključna razmatranja prije kupnje
Kada specificirate sustav guste faze, rasprava s dobavljačem trebala bi riješiti najmanje četiri točke prije nego što se bilo kakva oprema ponudi.
- Dovod zraka. Gusta faza treba izvor zraka pod višim tlakom nego razrijeđena faza. Odlučite hoćete li pokrenuti namjenski kompresor ili uključiti zrak iz postrojenja. Namjenska opskrba obično je pouzdanija, jer tlak zraka u postrojenju varira kada se druga oprema pokreće i zaustavlja.
- Raspored linija. Svaki zavoj daje otpor i daje puževima mjesto za zaustavljanje. Savijanja svedite na minimum, koristite koljena dugog radijusa, a za abrazivne proizvode ugradite zamjenjive habajuće zavoje ili zavoje obložene keramikom.
- Ispitivanje materijala. Nikada ne dimenzionirajte gustu faznu liniju samo na temelju gustoće. Raspodjela veličine čestica, sadržaj vlage, kohezija i drobljivost utječu na formiranje čepa. Kontrolirano ispitivanje na stvarnom proizvodu jedini je pouzdan način za postavljanje promjera cijevi, protoka zraka i tlaka.
- Kvaliteta komponenti. Ispusni ventil spremnika za ispuhivanje, priključci za ubrizgavanje zraka i zavoji cjevovoda otkazuju najranije u radu abraziva. Navedite komponente naznačene za radni tlak i dizajnirane za brzu zamjenu.
Operativne troškove također treba pošteno procijeniti. Sustavi guste faze obično zahtijevaju veće kompresore i više energije po prenesenoj toni od razrijeđene faze. Povrat dolazi od manjeg gubitka proizvoda, manjeg održavanja i manjeg broja začepljenja linije. Postrojenja koja proizvode abrazivne ili lomljive proizvode obično povrate razliku unutar prvog punog proizvodnog ciklusa.
Odlučujuće pitanje je jednostavno: što vaš proizvod radi kada putuje brzinom od 25 m/s? Ako je odgovor lom, prašina, segregacija ili brzo trošenje cijevi, pneumatski prijenos guste faze vrijedi veće investicije u kompresor. Ako je proizvod robustan, slobodno teče, a udaljenost je mala, poslužit će jednostavniji vakuumski ili vijčani sustav. U svakom slučaju, brzine, pritisci i ponašanje materijala izmjereni tijekom ispitivanja s vašim vlastitim proizvodom trebali bi utjecati na konačnu specifikaciju.
