PSI-Polymer Systems Inc. Trocador de tela contínuo de área estendida (EAC) para filtragem de material de alto volume a ser apresentado na NPE 2015 Conover, NC (23 de março de 2015)

A PSI-Polymer Systems vendeu recentemente um grande trocador de telas de área estendida contínua (EAC) para um dos maiores produtores de materiais do mundo. O produtor utiliza uma extrusora maciça com uma matriz de 4 pés de diâmetro que pode produzir material suficiente para encher um vagão inteiro em menos de uma hora quando operando em plena capacidade. Por causa disso, o tempo de inatividade é extremamente caro para a empresa e eles apontaram seus trocadores de tela antigos como um dos principais alvos que causavam o tempo de inatividade.

As mudanças nas condições do mercado resultaram na demanda por materiais virgens filtrados para níveis mais altos de pureza. Onde antes, as telas de 20 mesh eram a norma, agora os filtros de 100 mesh estão se tornando mais comuns. O principal benefício para o mercado de processadores secundários, como extrusoras de produtos de embalagem, é minimizar a frequência de trocas de tela e não comprometer a produção. No entanto, executar níveis de filtragem mais altos no nível de processamento primário tem seus próprios custos de produção. As taxas de saída são reduzidas 5%-10% para compensar o aumento na contrapressão causado pela malha de tela mais fina. Além disso, telas mais finas retêm mais impurezas, mas não duram tanto. Em uma linha de reator, a vida útil da tela pode cair para uma questão de dias e talvez até uma semana antes que a linha de extrusão seja interrompida. O aumento da frequência de paradas custa a produção nessas grandes linhas e também aumenta o risco real de que a linha não seja iniciada a tempo de evitar o desligamento de um reator.

O projeto do trocador de tela na máquina antiga do fornecedor apresentava problemas significativos. O processo envolveu a peletização de polímero virgem em uma linha alimentada por reator. Periodicamente, a linha precisava ser desligada para trocar os filtros. Enquanto o reator está ocioso para a troca, a saída minimizada é coletada nos vasos receptores. Esses vasos têm uma capacidade finita, o que exige a troca da tela e a reinicialização da máquina antes de encher. Se isso não for feito a tempo, o reator precisa ser desligado, o que pode custar dias de inatividade para limpeza, potencialmente custando ao operador de $500.000 a $1 milhão de dólares.

Vendo o projeto do troca-telas existente como o problema, este produtor de materiais decidiu procurar novos fornecedores de troca-telas para ajudar a melhorar seu processo. O produtor abordou a PSI-Polymer Systems e dois grandes fornecedores europeus de troca de telas pedindo que eles primeiro calculassem quanta área de filtro seria necessária para atender a uma taxa de produção e pressão delta especificadas enquanto filtrava através de telas de 100 mesh e, segundo, para fornecer o equipamento.

Um dos fornecedores europeus oferecia equipamentos com menos área filtrante do que estava atualmente em operação; o outro oferecia uma solução em que o processador seria obrigado a realizar uma grande expansão do edifício para se adequar ao trocador de tela recomendado. A PSI sozinha abordou o problema com uma folha de papel em branco e determinou que, enquanto o trocador de tela existente oferecia 670 em² de área de filtro online, na verdade 2.800 em² era necessário para atingir o objetivo.

A PSI determinou que quatro (4) posições de filtro on-line utilizando filtros de tubo de área estendida seriam a abordagem mais eficiente do processo e não exigiriam modificações físicas na planta além do reposicionamento do grande peletizador subaquático. O trocador de tela forneceria à planta os meios para operar em modo contínuo, trocando as telas sem interromper a produção e operaria as telas de malha mais altas dentro da janela de pressão necessária. Além disso, o projeto PSI eliminaria toda a inclusão de ar na troca de tela, proporcionando o benefício adicional de reduzir pellets e refugos fora das especificações gerados pelo ar que passa pela placa da matriz durante a troca de tela. O projeto avançou e a PSI e o comprador trabalharam juntos, realizando análises de CFD (computational fluid dynamics) até chegar ao projeto ideal. 

Filtração aumentada = Produção de material aumentada

O novo trocador de tela PSI EAC contém quatro bolsos ovais maciços, cada um com 10" de altura x 14" de largura. Empregando o design desejado de “filtro de vela”, a nova máquina tem 700 polegadas quadradas de área de filtro por posição, um grande aumento que permite maior volume e filtragem de maior qualidade, além de menos tempo de inatividade. Os trocadores de tela são controlados por PLC 100% e funcionam automaticamente, exigindo muito pouca intervenção do operador.

Esse cliente em particular teve a má experiência de seguir a recomendação do fabricante do trocador de tela antigo de que eles trocassem de lugar na hora. Quando a placa deslizante não conseguiu completar o deslocamento, o derramamento de polímero resultante foi catastrófico. Como tal, os operadores estavam relutantes em seguir as instruções da PSI para trocar os filtros sem uma linha desligada, optando por maximizar o tempo de execução e trocar todos os filtros de uma vez. Depois de ganhar confiança com a operação do EAC Screen Changer da PSI, a planta com o gerente de engenharia da PSI à mão, fez a tentativa. O sucesso seguiu o sucesso e hoje não são necessários desligamentos de linha para mudanças de tela nesta linha. As taxas de produção não apenas aumentaram para o nível de filtragem desejado, mas o rendimento geral melhorou de forma mensurável, eliminando paradas periódicas da linha. Ele está em execução há 8 meses sem problemas relatados ainda.

“Vimos uma oportunidade de usar nosso conjunto diversificado de habilidades para fazer a diferença nesta empresa, e foi exatamente isso que fizemos”, diz Don Macnamara, gerente geral da PSI. “Na PSI, nos orgulhamos de poder atender às necessidades de qualquer cliente, não importa o que o processo ou o maquinário exija. Este é apenas mais um exemplo de como somos inovadores para encontrar uma solução para um cliente.”