PSI-Polymer Systems Inc. Le changeur d'écran continu à zone étendue (EAC) pour la filtration de matériaux à volume élevé sera présenté à NPE 2015 Conover, NC (23 mars 2015)

PSI-Polymer Systems a récemment vendu un très grand changeur de tamis EAC (Extended Area Continuous) à l'un des plus grands producteurs de matériaux au monde. Le producteur utilise une extrudeuse massive avec une filière de 4 pieds de diamètre qui peut produire suffisamment de matériau pour remplir un wagon entier en moins d'une heure lorsqu'il fonctionne à pleine capacité. Pour cette raison, les temps d'arrêt sont extrêmement coûteux pour l'entreprise et ils ont ciblé leurs anciens changeurs d'écran comme l'une des principales cibles à l'origine de leurs temps d'arrêt.

L'évolution des conditions du marché a entraîné une demande de matériaux vierges filtrés à des niveaux de pureté plus élevés. Alors qu'autrefois, les tamis à 20 mailles étaient la norme, les filtres à 100 mailles sont maintenant de plus en plus courants. Le principal avantage pour le marché des transformateurs secondaires, tels que les extrudeuses de produits d'emballage, est de minimiser la fréquence des changements de tamis et de ne pas compromettre la production. Cependant, l'utilisation de niveaux de filtration plus élevés au niveau de la transformation primaire a ses propres coûts de production. Les débits de sortie sont réduits 5%-10% pour compenser l'augmentation de la contre-pression causée par le maillage plus fin du tamis. De plus, des tamis plus fins emprisonnent plus d'impuretés, mais ne durent pas aussi longtemps. Sur une ligne de réacteur, la durée de vie de l'écran peut chuter à quelques jours et peut-être jusqu'à une semaine avant que la ligne d'extrusion ne doive être arrêtée. La fréquence accrue des arrêts coûte à la production de ces grandes lignes et augmente également le risque réel que la ligne ne démarre pas à temps pour empêcher l'arrêt d'un réacteur.

La conception du changeur d'écran sur l'ancienne machine du fournisseur présentait des problèmes importants. Le processus impliquait la granulation de polymère vierge sur une ligne alimentée par un réacteur. Périodiquement, la ligne devait être arrêtée pour changer les filtres. Pendant que le réacteur est inactif pour le remplacement, une sortie minimisée est collectée dans des cuves de réception. Ces cuves ont une capacité finie, ce qui nécessite de faire le changement de tamis et de redémarrer la machine avant qu'elles ne se remplissent. Si cela n'est pas fait à temps, le réacteur doit être arrêté, ce qui peut coûter des jours d'arrêt pour le nettoyage, coûtant potentiellement à l'opérateur entre $500 000 et $1 million de dollars.

Considérant la conception du changeur de tamis existant comme un problème, ce producteur de matériaux a décidé de rechercher de nouveaux fournisseurs de changeurs de tamis pour l'aider à améliorer son processus. Le producteur a contacté PSI-Polymer Systems et deux principaux fournisseurs européens de changement de tamis en leur demandant d'abord de calculer la surface de filtre nécessaire pour atteindre un taux de production et une pression delta spécifiés tout en filtrant à travers des tamis de 100 mailles, et deuxièmement, de fournir le équipement.

L'un des fournisseurs européens a proposé un équipement avec une surface de filtre inférieure à celle actuellement en service ; l'autre offrait une solution dans laquelle le processeur serait obligé d'entreprendre une extension majeure du bâtiment pour s'adapter au changeur d'écran recommandé. PSI seul a abordé le problème avec une feuille de papier vierge et a déterminé que, alors que le changeur d'écran existant offrait 670 en² de surface de filtrage en ligne, en fait 2 800² était nécessaire pour atteindre l'objectif.

PSI a déterminé que quatre (4) positions de filtre en ligne utilisant des filtres tubulaires à surface étendue constitueraient l'approche la plus efficace pour le processus et ne nécessiteraient pas de modifications physiques de l'usine autres que le repositionnement du grand granulateur sous-marin. Le changeur de tamis fournirait à l'usine les moyens de fonctionner en mode continu, en changeant de tamis sans arrêter la production, et ferait fonctionner les tamis à mailles plus élevées dans la fenêtre de pression requise. De plus, la conception PSI éliminerait toute inclusion d'air lors du changement d'écran, offrant l'avantage supplémentaire de réduire les granulés et les déchets hors spécifications générés par l'air traversant la plaque de matrice lors du changement d'écran. Le projet a avancé et PSI et l'acheteur ont travaillé en étroite collaboration, effectuant une analyse CFD (dynamique des fluides computationnelle) jusqu'à l'obtention de la conception idéale. 

Augmentation de la filtration = augmentation de la production de matériaux

Le nouveau changeur d'écran PSI EAC contient quatre poches ovales massives, chacune mesurant 10" de haut x 14" de large. Utilisant la conception de «filtre à bougie» souhaitée, la nouvelle machine a une surface de filtre de 700 pouces carrés par position, une augmentation considérable qui permet un volume plus élevé et une filtration de meilleure qualité, ainsi que moins de temps d'arrêt. Les changeurs d'écran sont commandés par un automate 100% et fonctionnent automatiquement, nécessitant très peu d'intervention de l'opérateur.

Ce client particulier a eu la mauvaise expérience de suivre l'ancienne recommandation du fabricant du changeur d'écran de changer de vitesse à la volée. Lorsque la plaque coulissante n'a pas réussi à terminer le déplacement, le déversement de polymère qui en a résulté a été catastrophique. En tant que tels, les opérateurs étaient réticents à suivre les instructions de PSI pour changer les filtres sans arrêt de la ligne, optant plutôt pour maximiser le temps de fonctionnement et changer tous les filtres en même temps. Après avoir gagné en confiance avec le fonctionnement du changeur d'écran EAC de PSI, l'usine avec le responsable de l'ingénierie de PSI sous la main, a fait la tentative. Succès après succès et aujourd'hui, les arrêts de ligne pour changement d'écran sur cette ligne ne sont plus nécessaires. Les taux de production ont non seulement augmenté jusqu'au niveau de filtration souhaité, mais le rendement global s'est amélioré de manière mesurable en éliminant les arrêts périodiques de la ligne. Il fonctionne depuis 8 mois maintenant et aucun problème n'a encore été signalé.

« Nous avons vu une opportunité d'utiliser nos diverses compétences pour faire la différence dans cette entreprise, et c'est exactement ce que nous avons fait », déclare Don Macnamara, directeur général de PSI. « Chez PSI, nous sommes fiers de pouvoir répondre aux besoins de n'importe quel client, quels que soient les besoins du processus ou de la machinerie. Ce n'est qu'un exemple de plus de notre innovation pour trouver une solution pour un client. »