Elintarviketehdas menetti lähes 4 prosenttia jokaisesta erästä pölynä ja rikkoutuneena rakeina siirrettäessä sekoittimesta pakkauslinjalle. Ongelma ei ollut sekoitusvaihe; se oli laimean faasin kuljetuslinja, joka kulki nopeudella 22 m/s, jolloin jokainen hiukkanen osui putken seinämään ja jokaiseen mutkaan. Tiheäfaasipneumaattiseen kuljetukseen siirtymisen jälkeen tuotehävikki laski alle 0,5 prosentin ja putken käyttöikä pidentyi noin yhdestä vuodesta yli neljään. Tämä tulos on tyypillinen materiaaleille, jotka ovat hankaavia, murenevia tai taipuvaisia erottumaan: tiheä faasi siirtää samaa kiinteää massaa nopeuden murto-osalla, joten hiukkaset liukuvat linjan läpi pakattuissa etanoissa sen sijaan, että ne törmäävät liittimiin suurella nopeudella.
Mikä on tiheäfaasinen pneumaattinen kuljetus?
Tiheäfaasinen pneumaattinen kuljetus on matalanopeuksinen, korkeapaineinen menetelmä bulkkijauheiden ja rakeiden siirtämiseen. Materiaali ei ole suspendoitunut ilmavirtaan. Sen sijaan kompressori tai puhallin syöttää ilmaa noin 2–8 baarilla (30–100 PSIG) työntäen pakatun tuotekolonnin putkilinjan läpi. Materiaali kulkee dyyninä putken pohjaa pitkin tai ilmataskuilla erotettuina täysreikäisinä etaneina.
Linjan kuljetustiheys on tyypillisesti noin 50 prosenttia materiaalin irtotiheydestä levossa, minkä vuoksi menetelmää kutsutaan "tiheäksi". Tuotteen nopeudet pysyvät yleensä välillä 1-8 m/s, kun taas laimean faasin siirrossa 15-35 m/s. Tämä korkean paineen ja alhaisen nopeuden yhdistelmä suojaa sekä tuotetta että putkea.
Tiheä vaihe vs. laimea vaihe: mikä itse asiassa muuttuu
Yksinkertaisin tapa verrata näitä kahta menetelmää on tuotteen liikkuvuus. Laimeassa faasissa materiaali on täysin suspendoitunut ja seuraa ilmavirtaa, joten yksittäiset hiukkaset kulkevat nopeasti ja törmäävät putken seinämään. Tiheässä vaiheessa materiaalia työnnetään eteenpäin hitaasti liikkuvina tulpina, ja suurin osa ilman energiasta muunnetaan paineeksi nopeuden sijaan.
| Parametri | Laimennettu vaihe | Tiheä vaihe |
|---|---|---|
| Tuotteen nopeus | 15-35 m/s | 1-8 m/s |
| Ilmanpaine | 0,2-1 bar | 2-8 bar |
| Tuote-ilma-suhde | Matala | Korkea |
| Komponenttien kuluminen | Korkea | Matala |
| Tuotteen hajoaminen | Korkea | Matala |
| Ilmanpuristuskustannukset | Matalaer | Korkeaer |
| Tyypillinen kuljetusetäisyys | Lyhyestä keskikokoiseen | Keskipitkästä pitkiin |
Korkeammat ilmanpainekustannukset ovat tärkein syy, miksi tiheää vaihetta ei asenneta kaikkialle. Säästöt johtuvat kulumisen vähentymisestä, tuotevaurioiden vähenemisestä ja mutkien, vaihtosuuntainten ja pyörivien venttiilien vähäisemmästä huollosta.
Kuinka tiheävaiheinen järjestelmä toimii
Tiheäfaasijärjestelmässä on kolme ydinelementtiä: paineastia tai puhallussäiliö, joka syöttää materiaalia linjaan, paineilman syöttö ja ilman ruiskutuskohdat putkilinjaa pitkin. Käyttösykli on suoraviivainen:
- Puhallussäiliö täytetään samalla, kun se ilmataan ilmakehään.
- Tuloventtiili sulkeutuu ja paineilma paineistaa astian.
- Kun astian paine ylittää putkilinjan vastuksen, materiaali pakotetaan ulos säiliöstä linjaan.
- Ilman ruiskutuspisteet putken varrella vapauttavat ilmaa väliajoin, pitäen materiaalipylvään liikkeessä tulppien muodossa ja estämällä sitä tiivistymästä.
Yksi seikka, joka edelleen aiheuttaa sekaannusta, on ero puhallussäiliön ja todellisen tiheän vaiheen toiminnan välillä. Pelkkä puhallussäiliön käyttö ei takaa tiheää vaihekäyttäytymistä. Jos ilman nopeus on riittävän suuri materiaalin suspendoimiseksi, järjestelmä toimii laimeana, vaikka sitä syötetään paineastialla. Ratkaiseva tekijä on nopeus, ei syöttölaitteen tyyppi.
Mitkä materiaalit hyödyttävät eniten
Tiheä vaihe ei ole oikea valinta jokaiselle tuotteelle. Se ansaitsee käyttökustannukset materiaaleista, jotka muuten vaurioituisivat tai vaurioittaisivat linjaa. Neljä luokkaa sopii erityisen hyvin:
- Hiomatuotteet kuten alumiinioksidi, piidioksidihiekka ja monet kemialliset välituotteet . Pieni nopeus tarkoittaa vähemmän putkien eroosiota, erityisesti mutkissa.
- Hauraita ja särkyviä tuotteita mukaan lukien farmaseuttiset rakeet , pikakahvia ja päällystettyjä hiukkasia. Hellävarainen työntötoiminto säilyttää hiukkaskoon ja vähentää pölyä.
- Sekaerät jotka pyrkivät erottumaan, kun ilmaa puhalletaan niiden läpi. Tiheä faasi minimoi suurnopeusvirroille tyypillisen hiukkasluokituksen.
- Pehmeitä ja kokoonpuristuvia materiaaleja kuten monet elintarvikejauheet ja polymeerirakeet, jotka deformoituvat tai tahriutuvat iskun vaikutuksesta laimeassa faasissa.
Hienot, erittäin kohesiiviset jauheet ovat suurin poikkeus. Ne voivat muodostaa vakaita kaaria puhtaiden etanoiden sijaan. Tästä syystä kuljetuskokeilu todellisen tuotteen kanssa ei ole valinnainen; se on ainoa luotettava tapa varmistaa, että tiheä vaihe toimii ja mitoittaa viiva oikein.
Yhdistä välitystapa linjaasi
Ennen sitoutumista täysimittaiseen faasijärjestelmään laitosinsinöörien tulee punnita siirtoetäisyys ja tuotteen käyttäytyminen yksinkertaisempiin laitteisiin verrattuna. Lyhyille siirtomatkoille tyhjiökuljetin tarjoaa edullisen pneumaattisen vaihtoehdon, ja sitä käytetään laajasti jauheiden siirtämiseen säkeistä, säiliöistä tai pienistä prosessilaitteista ilman pölyn karkaamista.
Tyhjiökuljetus on tyypillisesti rajoitettu alle 30 metrin etäisyyksille, mutta tällä alueella vältytään paineastian ja kompressoriaseman pääomakustannuksilta ja se on helppo puhdistaa tuotteen vaihtojen välillä.
Mekaanisella puolella ruuvikuljetin tarjoaa luotettavan, suljetun tavan syöttää materiaalia kontrolloidulla nopeudella sekoittimeen, rakeistimeen tai pakkauskoneeseen. Ruuvikuljettimia käytetään usein lyhyisiin vaakasuoraan tai kaltevaan siirtoon, jossa tuote on vapaasti virtaava ja asettelu on kiinteä.
LS Food Granule -ruuvikuljetin lyhyen matkan materiaalin siirtoon Tämä ruostumattomasta teräksestä valmistettu ruuvikuljetin soveltuu vapaasti virtaavien kuivien jauheiden ja rakeiden ohjattuun syöttöön lyhyitä vaakasuuntaisia tai kaltevaisia reittejä pitkin, ja se täydentää pidempiä tiheäfaasijärjestelmiä elintarvike-, kemian- ja lääketehtaissa. Näytä tuote → Pitkille ajoille, suurelle suorituskyvylle tai tuotteille, jotka eivät kestä mekaanista käsittelyä, tiheä faasi on edelleen suositeltava valinta. Monet elintarvike-, kemian- ja lääketehtaat käyttävät yhdistelmää: tyhjiö- tai ruuvikuljetuksia lyhyille segmenteille, tiheä vaihe päälinjalle rakennusten tai siilojen välillä.
Tärkeimmät huomiot ennen ostamista
Kun määrität tiheän vaiheen järjestelmän, toimittajan kanssa käytävän keskustelun tulee ratkaista vähintään neljä kohtaa ennen kuin laitteistoa mainitaan.
- Ilmansyöttö. Tiheä faasi tarvitsee korkeamman paineen ilmalähteen kuin laimea faasi. Päätä, käytätkö erityistä kompressoria vai käytätkö kasviilmaa. Erillinen syöttö on yleensä luotettavampaa, koska laitoksen ilmanpaine vaihtelee, kun muut laitteet käynnistyvät ja pysähtyvät.
- Viivan asettelu. Jokainen mutka lisää vastusta ja antaa etanalle pysähtymispaikan. Pidä taivutukset mahdollisimman vähäisinä, käytä pitkäsäteisiä kyynärpäitä ja asenna hankaaviin tuotteisiin vaihdettavat kulutusosat tai keramiikkavuoratut mutkat.
- Materiaalin testaus. Älä koskaan kokoa tiheää vaihelinjaa pelkän bulkkitiheyden perusteella. Partikkelikokojakauma, kosteuspitoisuus, koheesio ja murenevuus vaikuttavat kaikki tulppien muodostumiseen. Varsinaisen tuotteen valvottu kokeilu on ainoa luotettava tapa asettaa linjan halkaisija, ilmavirtaus ja paine.
- Komponenttien laatu. Puhallussäiliön tyhjennysventtiili, ilman ruiskutusliittimet ja putkilinjan mutkat vioittuvat aikaisintaan abrasiivisessa käytössä. Määritä käyttöpaineelle mitoitettu ja nopeaa vaihtoa varten suunnitellut komponentit.
Myös käyttökustannukset tulee arvioida rehellisesti. Tiheäfaasijärjestelmät vaativat yleensä suurempia kompressoreja ja enemmän energiaa kuljetettua tonnia kohti kuin laimeafaasi. Takaisinmaksu tulee pienemmästä tuotehäviöstä, pienemmästä huollosta ja harvemmista linjatukosista. Tehtaat, joissa käytetään hankaavia tai särkyviä tuotteita, tyypillisesti palauttavat eron ensimmäisen täyden tuotantosyklin aikana.
Ratkaiseva kysymys on yksinkertainen: mitä tuotteesi tekee, kun se kulkee nopeudella 25 m/s? Jos vastaus on rikkoutuminen, pöly, segregaatio tai nopea putkien kuluminen, tiheävaiheinen pneumaattinen kuljetus on suuremman kompressoriinvestoinnin arvoinen. Jos tuote on kestävä, vapaasti virtaava ja välimatka on lyhyt, yksinkertaisempi tyhjiö- tai ruuvijärjestelmä riittää. Joka tapauksessa oman tuotteesi kokeilun aikana mitattujen nopeuksien, paineiden ja materiaalin käyttäytymisen pitäisi vaikuttaa lopulliseen spesifikaatioon.
