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Progettazione di sistemi di stoccaggio e trasporto per il dosaggio di solidi sfusi senza problemi

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A seconda delle esigenze di processo, sul mercato è disponibile un'ampia gamma di sistemi di dosaggio, dosaggio e pesatura di solidi sfusi. È un dato di fatto che, sistemi di pesatura adeguatamente selezionati forniranno per molti anni un servizio senza problemi con una perdita minima di materie prime a causa di misurazioni errate.

Di Süleyman Salihler, direttore generale, Polimak Process Solutions Inc.

suleyman salihler

Süleyman Salihler, direttore generale, Polimak Process Solutions Inc.

In generale, gli utenti finali sono focalizzati sulla determinazione della corretta configurazione dei sistemi di dosaggio. Di conseguenza, i sistemi di stoccaggio e trasporto che forniscono materie prime ai sistemi di dosaggio vengono generalmente ignorati o trascurati.

Poiché è essenziale ottenere la configurazione più appropriata per il budget minimo e il ritorno dell'investimento più breve, questi sistemi dovrebbero essere esaminati in modo approfondito.

Sistemi di stoccaggio delle materie prime

I punti principali da decidere inizialmente sono:

  • Quanta materia prima deve essere immagazzinata nel sito?
  • Come devono essere conservate le materie prime?
  • Come devono essere trasportate le materie prime dallo stoccaggio al sistema di dosaggio?
  • Come proteggere il sistema di dosaggio dai disturbi dei sistemi di trasporto?


La quantità di materia prima da immagazzinare in un sito dipende dalla produttività della linea di produzione, dalla logistica di consegna degli ingredienti, dalla posizione del sito e dal budget operativo. I materiali sfusi secchi possono essere conservati in silos, piccole tramogge temporanee, octabine, sacchi e FIBC / big bag.

Silos e big bag sono generalmente preferiti per gli ingredienti principali per facilità d'uso. Se trasportati da un camion cisterna di grandi dimensioni o all'interno di una sacca di rivestimento, le materie prime vengono trasferite direttamente ai silos di stoccaggio con il minimo sforzo. Se portato all'interno di big bag, dovrebbe esserci un sistema per scaricare big bag e riempire i silos.

Sorgono alcune domande sulla gestione dei big bag:

- I big bag devono essere conservati in magazzino per qualche tempo?

- I silos devono essere riempiti il ​​più presto possibile?

- C'è abbastanza spazio nel magazzino?

- Come devono essere gestiti i big bag? Ad esempio, tramite carrello elevatore o carroponte?

- E i problemi di sicurezza?

I gestori degli impianti dovrebbero prestare molta attenzione a rispondere a queste domande.

La domanda successiva è determinare il sistema di scarico del big bag. I sistemi di scarico di big bag vengono utilizzati per lo scarico sicuro di big bag e il riempimento dei silos. La capacità di trasporto degli scaricatori di big bag è un aspetto molto importante qui.

I fornitori di apparecchiature generalmente dichiarano la capacità di trasportare sistemi tra lo scaricatore di big bag e il silo, tuttavia l'efficienza dell'operatore è molto più importante. Il tempo totale di movimentazione di un big bag comprende la consegna di big bag dal magazzino, sollevandolo, posizionandolo sullo scaricatore del big bag, svincolando o tagliando l'erogatore di scarico, aspettando che il prodotto venga scaricato e rimuovendo il sacco vuoto. Pertanto, la selezione di un sistema di scarico di big bag deve essere effettuata con cura.

Le stesse domande sorgono per gli ingredienti introdotti in sacchi o ottabine. Sul mercato esiste una vasta gamma di sistemi di svuotamento di sacchi e octabin collegati a trasportatori pneumatici o meccanici. L'integrazione di questi sistemi dovrebbe anche essere studiata in dettaglio al fine di avere una produzione senza problemi.

Oltre ai silos di stoccaggio di grandi dimensioni, è possibile utilizzare anche piccole tramogge temporanee per lo stoccaggio. Queste tramogge sono generalmente preferite se la capacità totale di un impianto è relativamente bassa. Ancora una volta, i sistemi di caricamento per queste tramogge devono essere progettati di conseguenza.

Sistemi di trasporto

Tutti i sistemi di dosaggio e dosaggio incorporano la perdita di peso e / o l'aumento di peso. Queste unità generalmente hanno delle tramogge nella parte superiore per conservare temporaneamente l'ingrediente. Qui sono necessari sistemi di trasporto meccanici o pneumatici per trasferire ingredienti da silos, sacchi, big bag o ottabine.

La capacità dei sistemi di trasporto deve essere determinata attentamente per fornire il materiale necessario ogni volta che è necessario. Successivamente, esaminiamo i dettagli dei calcoli per ottenere un modo semplice per determinare la corretta capacità di trasporto.

Diamo un'occhiata a un semplice sistema di dosaggio che ha sia unità di perdita di peso che di aumento di peso (Fig 1.) Ci sono due ingredienti principali riempiti nella tramoggia di aumento di peso, che vengono quindi trasferiti al miscelatore . E due ingredienti minori direttamente immessi nel mixer. La miscelazione inizia dopo che tutti gli ingredienti sono stati caricati nel mixer.

Figura 1. Layout di un sistema di dosaggio
Figura 2. Diagramma dei tempi

Il sistema funziona come segue (Fig 2.):

> Il miscelatore avvia la miscelazione delle materie prime del lotto precedente.

> L'ingrediente principale 1 viene immesso nella tramoggia di pesatura (aumento di peso).

> L'ingrediente principale 2 viene immesso nella tramoggia di pesatura (aumento di peso).

> Il sistema attende che il miscelatore termini la miscelazione e quindi scarica il prodotto miscelato.

> La tramoggia di pesatura scarica gli ingredienti 1 e 2 insieme agli ingredienti minori 1 e 2 contemporaneamente al miscelatore. Finiture del ciclo.

> Viene avviato un nuovo ciclo, il mixer inizia nuovamente a miscelare.

Pertanto, la durata totale di un ciclo di dosaggio e dosaggio può essere scritta come segue:

(T = tempo impiegato, Q = quantità)

Caso 1:

Se (Tmiscelazione + Tmixerdischarge) <(Tmajor1 + Tmajor2) e Thopperdischarge < Tminor2 e Tminor1 < Tminor2

Tciclo = Tmajor1 + Tmajor2 + Tminor2

Caso 2:

Se (Tmiscelazione + Tmixerdischarge) <(Tmajor1 + Tmajor2) e Tminor1 < Tscarico della tramoggia e Tminor2 < Thopperdischarge

Tciclo = Tmajor1 + Tmajor2 + Thopperdischarge


Caso 3:

Se (Tmajor1 + Tmajor2) <(Tmiscelazione + Tmixerdischarge) e Thopperdischarge < Tminor2 e Tminor1 < Tminor2

Tciclo = Tmiscelazione + Tmixerdischarge + Tminor2


Caso 4:

Se (Tmajor1 + Tmajor2) <(Tmiscelazione + Tmixerdischarge) e Tminor1 < Tscarico della tramoggia e Tminor2 < Thopperdischarge

Tciclo = Tmiscelazione + Tmixerdischarge + Thopperdischarge


Tmajor1, Tmajor2, Tminor1, Tminor2 sono i tempi necessari per terminare il dosaggio di ciascun ingrediente.

Tscarico della tramoggia è il tempo necessario per scaricare la tramoggia di pesatura.

Tla miscelazione è il tempo necessario per miscelare tutte le materie prime.

Tmixerdischarge è il tempo necessario per scaricare il mixer.


In una vasta gamma di applicazioni, il dosaggio può essere effettuato durante il processo di miscelazione. Alcuni materiali possono essere prima miscelati e alcuni additivi possono essere aggiunti mentre il miscelatore è in funzione. È inoltre necessario tempo per stabilizzare le tramogge di pesatura dopo il riempimento o lo scarico. I calcoli devono essere eseguiti di conseguenza.

Ora possiamo calcolare il tempo disponibile per riempire ogni tramoggia degli ingredienti. Ad esempio il tempo disponibile per riempire una tramoggia con un ingrediente è:

Tfilling1 = Tciclo - Tmajor1

La capacità di un sistema di trasporto può essere calcolata come:

Capacità = Qingrediente1 / Tfilling1

dove Qingrediente1 è la quantità di materiale da utilizzare in un lotto.

Ad esempio; se 50kg di carbonato di calcio (CaCO3) e 100kg di PVC devono essere utilizzati in un processo di miscelazione;

T riempimentoCaCo3 è 5 minuti e TlimingPVC è 8 minuti; Til ciclo è 12 minuti

Capacità di un sistema di trasporto CaCo3 = 50kg / 5min = 600 kg / h

Capacità di un sistema di trasporto in PVC = 100kg / 8min = 750 kg / h


Numero di cicli = 60min / 12min = 5 cicli / ora

= Cicli 120 / giorno

Se l'impianto esegue 24 ore in un giorno:


Consumo giornaliero di CaCo3 = 120 x 50 = 6.000 kg

Consumo giornaliero di PVC = 120 x 100 = 12.000 kg


Supponendo che CaCo3 sia consegnato da camion alla rinfusa da 25 tonnellate, un camion di CaCo3 è sufficiente per i giorni di produzione di 4.2. Pertanto, è necessario consegnare un camion alla rinfusa ogni 4 giorni. Per questa operazione è necessario un silo di capacità 25-tonnellata.

Ci dovrebbe essere una certa quantità di riserva nel silo per prevenire qualsiasi perdita di produzione in caso di ritardi nell'operazione logistica. Pertanto 30 tonnellate di capacità daranno all'incirca un giorno di tempo extra. A seconda delle condizioni del sito, i gestori degli impianti potrebbero decidere di acquistare silos di capacità superiore per ridurre il traffico dei camion.

Se il PVC viene portato in big bag 500 kg, sarà necessario maneggiare big bag 24 al giorno. A questo punto, ci sono due opzioni per la movimentazione del PVC: in primo luogo, le stazioni di scarico dei big bag potrebbero essere direttamente collegate a un sistema di dosaggio in modo che il PVC possa essere trasferito direttamente dai big bag alle tramogge (Fig 3.).

Un operatore dovrebbe mettere un big bag pieno sull'unità di scarico e rimuovere i big bag vuoti ogni ora. La capacità del trasportatore installato tra lo scaricatore del big bag e il sistema di dosaggio sarebbe 750kg all'ora, come indicato sopra.

L'altra opzione è quella di collegare una stazione di scarico di big bag a un silo di stoccaggio e utilizzare nastri trasportatori di capacità superiore, ad esempio 6 tonnellate all'ora. (Fig. 4.) I big bag 12 devono essere scaricati all'ora e due ore di caricamento sarebbero sufficienti per la produzione giornaliera. L'importanza di determinare la capacità del silo in PVC è la stessa del carbonato di calcio.

Figura 3. Scaricatore Big Bag collegato al sistema di dosaggio
Figura 4. Scaricatore Big Bag collegato al silo

Sacchi o sacchetti di piccole dimensioni sono ampiamente utilizzati per ingredienti minori. Questi sacchi sono generalmente tenuti vicino ai sistemi di pesatura in modo che gli operatori possano riempire le tramogge manualmente quando necessario. Un buon sistema di automazione dovrebbe avvisare l'operatore prima che la tramoggia sia vuota. Pertanto sono necessari sensori di livello o apparecchiature simili per monitorare il livello del prodotto all'interno della tramoggia.

Prevenire errori

Per una pesatura senza problemi, tutte le apparecchiature a monte e a valle devono essere isolate dal sistema di pesatura.

Devono essere presi in considerazione i seguenti punti:

  • Le vibrazioni meccaniche provenienti dai sistemi di trasporto devono essere isolate. Si possono usare giunti flessibili, smorzatori di vibrazioni, la linea di produzione deve essere progettata di conseguenza.
  • L'effetto della pressione dell'aria è un altro problema. I materiali in polvere possono essere caricati mediante sistemi di trasporto a pressione o sotto vuoto. Qualsiasi differenza di pressione tra il sistema di pesatura e l'apparecchiatura collegata potrebbe causare errori di misurazione. Sfiatare l'aria e utilizzare una connessione flessibile tra le camere ridurrebbe gli effetti negativi della pressione dell'aria.
  • La porta di ingresso del contenitore della bilancia non deve assorbire il carico che la bilancia sta cercando di pesare. È importante controllare come viene caricato il materiale sulla bilancia. Sebbene una buona bilancia compensi gli errori causati dal carico decentrato, è buona norma distribuire il carico in modo uniforme.
  • I sistemi di stoccaggio e trasporto devono essere puliti facilmente in caso di cambio di ricetta. La progettazione meccanica di questi sistemi dovrebbe essere eseguita di conseguenza.
  • Dovrebbe esserci una tensione minima sui cavi elettrici collegati, sui tubi dell'aria compressa e su utility simili.
  • Essendo il componente più importante dei sistemi di pesatura, le celle di carico sono progettate per compensare le variazioni di temperatura, ma esistono limiti di temperatura minima e massima per le celle di carico. Il mantenimento di temperature dell'aria relativamente costanti impedirebbe errori di lettura.

Raggiungimento del dosaggio ottimale

La determinazione della configurazione e della selezione del sistema sono in genere orientate al budget e il ritorno sull'investimento fornisce la giustificazione per la selezione di fornitori e apparecchiature.

Una vasta gamma di soluzioni ingegneristiche sono disponibili sul mercato e i gestori degli impianti devono scegliere le più appropriate in termini di espandibilità e flessibilità.

Risolvere un problema tecnico a portata di mano non è un'opzione per questo tipo di investimento. Uno studio valido e dettagliato all'inizio consente una crescita futura e molti anni di servizio senza problemi.

Process Industry Informer

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