El cambiador de pantalla continuo de área extendida (EAC) de PSI-Polymer Systems Inc. para filtración de material de alto volumen se presentará en la NPE 2015 Conover, NC (23 de marzo de 2015)

PSI-Polymer Systems vendió recientemente un cambiador de pantalla de área extendida continua (EAC) muy grande a uno de los productores de materiales más grandes del mundo. El productor utiliza una extrusora masiva con una matriz de 4 pies de diámetro que puede producir suficiente material para llenar un vagón completo en menos de una hora cuando funciona a plena capacidad. Debido a esto, el tiempo de inactividad es extremadamente costoso para la empresa y apuntaron a sus viejos cambiadores de pantalla como uno de los principales objetivos que causan su tiempo de inactividad.

Las condiciones cambiantes del mercado han dado lugar a una demanda de materiales vírgenes filtrados a niveles de pureza más altos. Donde antes la norma eran 20 mallas, ahora los filtros de 100 mallas se están volviendo más comunes. El principal beneficio para el mercado de procesadores secundarios, como las extrusoras de productos de empaque, es minimizar la frecuencia de los cambios de pantalla y no comprometer la producción. Sin embargo, ejecutar niveles de filtración más altos en el nivel de procesamiento primario tiene sus propios costos de producción. Las tasas de salida se reducen 5%-10% para compensar el aumento de la contrapresión causada por la malla de pantalla más fina. Además, las pantallas más finas atrapan más impurezas, pero no duran tanto. En una línea de reactor, la vida útil de la pantalla puede reducirse a cuestión de días y quizás hasta una semana antes de que deba detenerse la línea de extrusión. La mayor frecuencia de paradas cuesta la producción en estas grandes líneas y también aumenta el riesgo real de que la línea no arranque a tiempo para evitar el cierre de un reactor.

El diseño del cambiador de pantalla en la vieja máquina del proveedor tenía problemas importantes. El proceso implicó la granulación de polímero virgen en una línea alimentada por un reactor. Periódicamente, la línea debía cerrarse para cambiar los filtros. Mientras el reactor está inactivo para el cambio, se recolecta una salida mínima en los recipientes receptores. Estos recipientes tienen una capacidad finita, lo que requiere hacer el cambio de pantalla y reiniciar la máquina antes de que se llenen. Si no se hace a tiempo, el reactor debe apagarse, lo que puede costar días de inactividad para la limpieza, lo que podría costar al operador entre $500,000 y $1 millón de dólares.

Al ver el diseño del cambiador de pantalla existente como el problema, este productor de materiales decidió buscar nuevos proveedores de cambiadores de pantalla para ayudar a mejorar su proceso. El productor se acercó a PSI-Polymer Systems y a dos de los principales proveedores europeos de cambio de mallas pidiéndoles que, en primer lugar, calcularan la cantidad de área de filtrado que se requeriría para alcanzar una tasa de producción y una presión delta especificadas mientras se filtraba a través de 100 mallas de malla y, en segundo lugar, que suministraran el equipo.

Uno de los proveedores europeos ofreció equipos con menos área de filtrado que la que estaba actualmente en funcionamiento; el otro ofrecía una solución mediante la cual se requeriría que el procesador realizara una importante expansión del edificio para adaptarse al cambiador de pantalla recomendado. PSI solo abordó el problema con una hoja de papel limpia y determinó que mientras que el cambiador de pantalla existente ofrecía 670 pulgadas² de área de filtro en línea, de hecho 2.800 en² era necesario para lograr el objetivo.

PSI determinó que cuatro (4) posiciones de filtro en línea utilizando filtros de tubo de área extendida sería el enfoque más eficiente en el proceso y no requeriría modificaciones físicas de la planta más que el reposicionamiento de la granuladora submarina. El cambiador de mallas proporcionaría a la planta los medios para funcionar en modo continuo, cambiando las mallas sin detener la producción, y haría funcionar las mallas más altas dentro de la ventana de presión requerida. Además, el diseño de PSI eliminaría toda la inclusión de aire en el cambio de malla, proporcionando el beneficio adicional de reducir los gránulos y desechos que no cumplen con las especificaciones generados por el aire que pasa a través de la placa de matriz durante el cambio de malla. El proyecto avanzó y PSI y el comprador trabajaron en estrecha colaboración, realizando análisis CFD (dinámica de fluidos computacional) hasta llegar al diseño ideal. 

Mayor filtración = mayor producción de material

El nuevo cambiador de pantallas PSI EAC contiene cuatro enormes bolsillos ovalados, cada uno de los cuales mide 10 "de alto x 14" de ancho. Empleando el diseño de “filtro de vela” deseado, la nueva máquina tiene 700 pulgadas cuadradas de área de filtro por posición, un gran aumento que permite un mayor volumen y una filtración de mayor calidad, así como menos tiempo de inactividad. Los cambiadores de pantalla están controlados por PLC 100% y funcionan automáticamente, requiriendo muy poca intervención del operador.

Este cliente en particular tuvo la mala experiencia de seguir la recomendación del antiguo fabricante del cambiador de pantalla de que cambiaran sobre la marcha. Cuando la placa deslizante no completó el desplazamiento, el derrame de polímero resultante fue catastrófico. Como tal, los operadores se mostraron reacios a seguir las instrucciones de PSI para cambiar los filtros sin que se apagara una línea, y en su lugar optaron por maximizar el tiempo de ejecución y cambiar todos los filtros a la vez. Después de ganar confianza con el funcionamiento del cambiador de pantalla EAC de PSI, la planta con el gerente de ingeniería de PSI disponible, hizo el intento. El éxito siguió al éxito y, en la actualidad, no se requieren cierres de línea para cambios de pantalla en esta línea. Las tasas de producción no solo han aumentado hasta el nivel de filtración deseado, sino que el rendimiento general ha mejorado considerablemente al eliminar las paradas periódicas de la línea. Ha estado funcionando durante 8 meses y aún no se han informado problemas.

“Vimos la oportunidad de utilizar nuestro conjunto diverso de habilidades para marcar la diferencia en esta empresa, y eso es exactamente lo que hicimos”, dice Don Macnamara, Gerente General de PSI. “En PSI, nos enorgullecemos de poder satisfacer las necesidades de cualquier cliente, sin importar lo que requiera el proceso o la maquinaria. Este es solo un ejemplo más de nuestra innovación para encontrar una solución para un cliente ".